DDR信號(hào)完整性仿真介紹（一）【轉(zhuǎn)發(fā)】

2018-04-10  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

作者:袁波 一博科技高速先生團(tuán)隊(duì)成員

說(shuō)到DDR,相信很多小伙伴在上學(xué)的時(shí)候都沒(méi)有接觸過(guò)。作者也一樣,大學(xué)的時(shí)候?qū)W習(xí)過(guò)單片機(jī),學(xué)習(xí)過(guò)DSP,但是沒(méi)有接觸過(guò)DDR。剛開始接觸信號(hào)完整性仿真時(shí),是從DDR仿真開始的,可是對(duì)DDR完全不了解,怎么辦,很多基礎(chǔ)知識(shí)只能求助于書本和網(wǎng)絡(luò)了。本文適合剛接觸DDR仿真的網(wǎng)友學(xué)習(xí),資深高手就請(qǐng)繞道了,當(dāng)然,也歡迎資深大神前來(lái)指導(dǎo),或許您漫不經(jīng)心的一句評(píng)論,就能一語(yǔ)點(diǎn)醒夢(mèng)中人,讓菜鳥們少走很多彎路。

最近做的幾個(gè)DDR的仿真專案,都是板載顆粒。大多數(shù)都是一個(gè)主控芯片拖動(dòng)一個(gè),兩個(gè),四個(gè)DDR顆粒。有單通道的,也有雙通道的。仿真時(shí),考慮到仿真的準(zhǔn)確性,必須把DDR總線上的每一類總線都仿真到?？墒?當(dāng)看到主控芯片到DDR有這么多連線,頓時(shí)感覺到工作量太大,找不到頭緒,不知道網(wǎng)友們有沒(méi)有這個(gè)感覺。

首先,讓我們對(duì)DDR有一個(gè)初步的了解。DDR全稱是Double Date Rate SDRAM,對(duì),就是雙倍數(shù)據(jù)率存儲(chǔ)器。顧名思義,它的數(shù)據(jù)處理速率是普通動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的兩倍。與之對(duì)應(yīng)的也有單倍數(shù)據(jù)率的了,這里就不去詳細(xì)介紹。DDR到底長(zhǎng)什么樣?先從封裝上來(lái)了解它,找來(lái)一個(gè)主流DDR3顆粒廠商的Datesheet,發(fā)現(xiàn)常用的封裝有78球的,也有96球的。作者認(rèn)為,了解DDR的封裝是很有必要的,你必須清楚的知道一個(gè)DDR顆粒上有多少根線,才能在布線或仿真中做到心中有數(shù),不至于遺漏重要信息。

如下圖1,圖2,是某DDR封裝示意圖

圖1 78球

圖2 96球

這些信號(hào)中,我們仿真需要特別關(guān)注的信號(hào)有四類,分別是:時(shí)鐘,地址/命令,控制,數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@四類信號(hào)的傳輸速率比較高,其他的大都是電源接口了。來(lái)捋一下,對(duì)于78球或者96球的封裝,信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表:

上表中列舉的信號(hào)僅僅是一個(gè)DDR顆粒上的信號(hào),在實(shí)際應(yīng)用中,往往是一個(gè)主控拖動(dòng)2,4,8甚至16個(gè)顆粒。所以,這四組信號(hào)每一組究竟有多少根,這個(gè)需要具體項(xiàng)目具體分析。

對(duì)于Layout人員來(lái)說(shuō),對(duì)于DDR這一塊,可能主要關(guān)注的是信號(hào)線之間的等長(zhǎng)。下面我們也來(lái)復(fù)習(xí)一下,DDR各組信號(hào)需要滿足的時(shí)序關(guān)系:地址/命令,控制和時(shí)鐘之間等長(zhǎng);DQ與之對(duì)應(yīng)的DQS組內(nèi)等長(zhǎng);DQS與CLK之間有一個(gè)相對(duì)寬松的等長(zhǎng)關(guān)系。

那么,為什么等長(zhǎng)要這么來(lái)做?很多人都知道是為了保證各組信號(hào)之間有正常的時(shí)序,這種說(shuō)法是安全的,當(dāng)然也是很模糊的,關(guān)注高速先生的小伙伴可能知道的更詳細(xì)一些,這些知識(shí)在時(shí)序分析系列文章中有講解,這里作者見到的一個(gè)比較通俗的說(shuō)法就是:地址/命令,控制信號(hào)是由時(shí)鐘信號(hào)來(lái)鎖存的,所以它們之間應(yīng)該保持等長(zhǎng)關(guān)系;數(shù)據(jù)信號(hào)是由DQS來(lái)鎖存的,所以DQ與DQS信號(hào)之間應(yīng)該保持等長(zhǎng)關(guān)系。

說(shuō)到這里,初次學(xué)習(xí)DDR網(wǎng)友們可能對(duì)DDR有了一個(gè)簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)。我們知道,主控芯片到顆粒,以及顆粒到顆粒之間的連接方式是可以選擇的,有星形拓?fù)?T型拓?fù)?菊花鏈,Fly-b等結(jié)構(gòu)。難道說(shuō)遵照設(shè)計(jì)手冊(cè)繞完等長(zhǎng),或者說(shuō)按照以前成功的案例布線完畢,我們的設(shè)計(jì)就沒(méi)有問(wèn)題了嗎?我們仿真DDR究竟是仿真什么?這幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布線的關(guān)鍵點(diǎn)是什么?下期我們將用幾個(gè)案例說(shuō)明一下,同樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用不同的廠家的芯片,或者說(shuō)同一個(gè)芯片使用不同的驅(qū)動(dòng)模式將會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生什么影響,我們還將分析同一種布局,采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)帶來(lái)的影響。持續(xù)關(guān)注這一系列文章,這些疑問(wèn),你會(huì)豁然開朗的。

DQS與時(shí)鐘信號(hào)需要保持等長(zhǎng)嗎?

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