数字信号DDR一致性测试眼图测试

克劳德高速数字信号测试实验室

DDR SDRAM即我们通常所说的DDR内存，DDR内存的发展已经经历了五代，目前 DDR4已经成为市场的主流，DDR5也开始进入市场。对于DDR总线来说，我们通常说的 速率是指其数据线上信号的快跳变速率。比如3200MT/s,对应的工作时钟速率是 1600MHz。3200MT/s只是指理想情况下每根数据线上比较高传输速率，由于在DDR总线 上会有读写间的状态转换时间、高阻态时间、总线刷新时间等，因此其实际的总线传输速率 达不到这个理想值。 DDR、DDR2、DDR3、DDR4 调试和验证的总线解码器。数字信号DDR一致性测试眼图测试

前面介绍过，JEDEC规范定义的DDR信号的要求是针对DDR颗粒的引脚上的，但 是通常DDR芯片采用BGA封装，引脚无法直接测试到。即使采用了BGA转接板的方 式，其测试到的信号与芯片引脚处的信号也仍然有一些差异。为了更好地得到芯片引脚 处的信号质量， 一种常用的方法是在示波器中对PCB走线和测试夹具的影响进行软件的 去嵌入(De-embedding)操作。去嵌入操作需要事先知道整个链路上各部分的S参数模型 文件(通常通过仿真或者实测得到),并根据实际测试点和期望观察到的点之间的传输函数， 来计算期望位置处的信号波形，再对这个信号做进一步的波形参数测量和统计。展示了典型的DDR4和DDR5信号质量测试环境，以及在示波器中进行去嵌入操作的 界面。数字信号DDR一致性测试眼图测试完整的 DDR4调试、分析和一致性测试.

DDR数据总线的一致性测试

DQS (源同步时钟)和DQ (数据)的波形参数测试与命令地址总线测试类似，比较简 单，在此不做详细介绍。对于DDR1, DQS是单端信号，可以用单端探头测试；DDR2&3 DQS 则是差分信号，建议用差分探头测试，减小探测难度。DQS和DQ波形包括三态(T特征，以及读数据(Read Burst)、写数据(Write Burst)的DQS和DQ的相对时序特征。在 我们测试时，只是捕获了这样的波形，然后测试出读、写操作时的建立时间和保持时间参数 是不够的，因为数据码型是变化的，猝发长度也是变化的，只测试几个时序参数很难覆盖各 种情况，更难测出差情况。很多工程师花了一周时间去测试DDR,却仍然测不出问题的关 键点就在于此。因此我们应该用眼图的方式去测试DDR的读、写时序，确保反映整体时序情 况并捕获差情况下的波形，比较好能够套用串行数据的分析方法，调用模板帮助判断。

由于DDR5工作时钟比较高到3.2GHz,系统裕量很小，因此信号的 随机和确定性抖动对于数据的正确传输至关重要，需要考虑热噪声引入的RJ、电源噪声引 入的PJ、传输通道损耗带来的DJ等影响。DDR5的测试项目比DDR4也更加复杂。比如 其新增了nUI抖动测试项目，并且需要像很多高速串行总线一样对抖动进行分解并评估 RJ、DJ等不同分量的影响。另外，由于高速的DDR5芯片内部都有均衡器芯片，因此实际 进行信号波形测试时也需要考虑模拟均衡器对信号的影响。图5.16展示了典型的DDR5 和LPDDR5测试软件的使用界面和一部分测试结果。DDR 设计、测试、验证和一致性测试。

软件运行后，示波器会自动设置时基、垂直增益、触发等参数并进行测量，测量结果会 汇总成一个html格式的测试报告，报告中列出了测试的项目、是否通过、spec的要求、实测 值、margin等。

使用自动测试软件的优点如下所述：

•自动化的设置向导避免连接和设置错误；

•快速的测量和优化的算法减少测试时间；

•可以测试JEDEC规定的速率也可以测试用户自定义的数据速率;

•独有的自动读写分离技术简化了测试操作；

•能够多次测量并给出一个统计的结果；

•能够根据信号斜率自动计算建立/保持时间的修正值。 DDR-致性测试探测和夹具；数字信号DDR一致性测试眼图测试

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按照存储信息方式的不同，随机存储器又分为静态随机存储器SRAM(Static RAM)和 动态随机存储器DRAM(Dynamic RAM)。SRAM运行速度较快、时延小、控制简单，但是 SRAM每比特的数据存储需要多个晶体管，不容易实现大的存储容量，主要用于一些对时 延和速度有要求但又不需要太大容量的场合，如一些CPU芯片内置的缓存等。DRAM的 时延比SRAM大，而且需要定期的刷新，控制电路相对复杂。但是由于DRAM每比特数据存储只需要一个晶体管，因此具有集成度高、功耗低、容量大、成本低等特点，目前已经成为大 容量RAM的主流，典型的如现在的PC、服务器、嵌入式系统上用的大容量内存都是DRAM。数字信号DDR一致性测试眼图测试