我们看到,在用通用方法进行的眼图测试中,由于信号的读写和三态都混在一起,因此很难对信号质量进行评估。要进行信号的评估,第1步是要把读写信号分离出来。传统上有几种方法用来进行读写信号的分离,但都存在一定的缺陷。可以利用读写Preamble的宽度不同用脉冲宽度触发,但由于JEDEC只规定了WritePreamble宽度的下限,因此不同芯片间Preamble的宽度可能是不同的,而且如果Read/Write的Preamble的宽度一样,则不能进行分离。也可以利用读写信号的幅度不同进行分离,如图7-138中间 的图片所示,但是如果读写信号幅度差别不大,则也不适用6还可以根据RAS、CAS、CS、 WE等控制信号来分离读写,但这种方法要求通道数多于4个,只 有带数字通道的MSO示波器才能满足要求,比如Agilent的MS09000A系列或者 MSOX90000A系列,对于用户示波器的要求比较高。DDR DDR2 DDR3 DDR4 和 DDR5 内存带宽;江苏DDR一致性测试方案
如果PCB的密度较高,有可能期望测量的引脚附近根本找不到合适的过孔(比如采用双面BGA贴装或采用盲埋孔的PCB设计时),这时就需要有合适的手段把关心的BGA引脚上的信号尽可能无失真地引出来。为了解决这种探测的难题,可以使用一种专门的BGAInterposer(BGA芯片转接板,有时也称为BGA探头)。这是一个专门设计的适配器,使用时要把适配器焊接在DDR的内存颗粒和PCB板中间,并通过转接板周边的焊盘把被测信号引出。BGA转接板内部有专门的埋阻电路设计,以尽可能减小信号分叉对信号的影响。一个DDR的BGA探头的典型使用场景。浙江信号完整性测试DDR一致性测试DDR4/LPDDR4 一致性测试;
DDR 规范的 DC 和 AC 特性
对于任何一种接口规范的设计,首先要搞清楚系统中传输的是什么样的信号,也就是驱动器能发出什么样的信号,接收器能接受和判别什么样的信号,用术语讲,就是信号的DC和AC特性要求。
在DDR规范文件JEDEC79R的第51页[TABLE6:ELECTRICALCHARACTERISTICSANDDCOPERATINGCONDITIONS]中对DDR的DC有明确要求:VCC=+2.5V+0.2V,Vref=+1.25V±0.05V,VTT=Vref±0.04V.
在我们的实际设计中,除了要精确设计供电电源模块之外,还需要对整个电源系统进行PI仿真,而这是高速系统设计中另一个需要考虑的问题,在这里我们先不讨论它,暂时认为系统能够提供稳定的供电电源。
除DC特性外,我们还应该注意规范中提到的AC特性,所谓AC特性,就是信号在高速利转状态下所表现出的动态变化特性。DDR规范中第60页,对外于云态变化的地址信号、控制信号及数据信号分别给出了交流特性的要求。为方便读者,现把规范中对干信号交流特性的要求复制到这里,作为高速系统设计的一部分,要确保在我们的系统中,所有处于高速工作状态下的DDR信号要符合这个AC特性规范。
对于嵌入式应用的DDR的协议测试, 一般是DDR颗粒直接焊接在PCB板上,测试可 以选择针对逻辑分析仪设计的BGA探头。也可以设计时事先在板上留测试点,把被测信 号引到一些按一定规则排列的焊盘上,再通过相应探头的排针顶在焊盘上进行测试。
协议测试也可以和信号质量测试、电源测试结合起来,以定位由于信号质量或电源问题 造成的数据错误。图5.23是一个LPDDR4的调试环境,测试中用逻辑分析仪观察总线上 的数据,同时用示波器检测电源上的纹波和瞬态变化,通过把总线解码的数据和电源瞬态变 化波形做时间上的相关和同步触发,可以定位由于电源变化造成的总线读/写错误问题。 DDR测试信号问题排查;
RDIMM(RegisteredDIMM,寄存器式双列直插内存)有额外的RCD(寄存器时钟驱动器,用来缓存来自内存控制器的地址/命令/控制信号等)用于改善信号质量,但额外寄存器的引入使得其延时和功耗较大。LRDIMM(LoadReducedDIMM,减载式双列直插内存)有额外的MB(内存缓冲,缓冲来自内存控制器的地址/命令/控制等),在技术实现上并未使用复杂寄存器,只是通过简单缓冲降低内存总线负载。RDIMM和LRDIMM通常应用在高性能、大容量的计算系统中。
综上可见,DDR内存的发展趋势是速率更高、封装更密、工作电压更低、信号调理技术 更复杂,这些都对设计和测试提出了更高的要求。为了从仿真、测试到功能测试阶段保证DDR信号的波形质量和时序裕量,需要更复杂、更的仿真、测试和分析工具。
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DDR4 总线物理层仿真测试和协议层的测试方案;江苏DDR一致性测试方案
DDR规范没有定义模板,这给用眼图方式分析信号时判断信号是否满足规范要求带来挑战。有基于JEDEC规范定义的,ds、,dh、-H(ac)min和rIL(ac)max参数,得出的DDR2533写眼图的模板,中间的区域就是模板,中间的线是DQS的有效边沿即有效的上升沿或下降沿。严格按规范来说的话,中间的模板应该定义为横着的梯形,因为保持时间是相对于DC参数的,不过用长方形可以定义一个更严格的参数要求。
DDR总线一致性测试对示波器带宽的要求
因为Jedec规范没有给岀DDR具体的快的上升、下降时间,通过预估的方式可以得岀 快的边沿时间,但是往往比实际要快,是基于实际PCB板材的情况得出的结果,有 了这个结果可计算出需要的示波器带宽。 江苏DDR一致性测试方案
DDR4/5与LPDDR4/5 的信号质量测试 由于基于DDR颗粒或DDR DIMM的系统需要适配不同的平台,应用场景千差万别, 因此需要进行详尽的信号质量测试才能保证系统的可靠工作。对于DDR4及以下的标准 来说,物理层一致性测试主要是发送的信号质量测试;对于DDR5标准来说,由于接收端出 现了均衡器,所以还要包含接收测试。 DDR信号质量的测试也是使用高带宽的示波器。对于DDR的信号,技术规范并没有 给出DDR信号上升/下降时间的具体参数,因此用户只有根据使用芯片的实际快上升/ 下降时间来估算需要的示波器带宽。通常对于DDR3信号的测试,推荐的示波器和探头的带宽在8GHz;...