通常我们会以时钟为基准对数据信号叠加形成眼图,但这种简单的方法对于DDR信 号不太适用。DDR总线上信号的读、写和三态都混在一起,因此需要对信号进行分离后再进 行测量分析。传统上有以下几种方法用来进行读/写信号的分离,但都存在一定的缺点。
(1)根据读/写Preamble的宽度不同进行分离(针对DDR2信号)。Preamble是每个Burst的数据传输开始前,DQS信号从高阻态到发出有效的锁存边沿前的 一段准备时间,有些芯片的读时序和写时序的Preamble的宽度可能是不一样的,因此可以 用示波器的脉冲宽度触发功能进行分离。但由于JEDEC并没有严格规定写时序的 Preamble宽度的上限,因此如果芯片的读/写时序的Preamble的宽度接近则不能进行分 离。另外,对于DDR3来说,读时序的Preamble可能是正电平也可能是负电平;对于 DDR4来说,读/写时序的Preamble几乎一样,这都使得触发更加难以设置。 DDR3 和 LPDDR3 一致性测试应用软件。陕西数字信号DDR一致性测试
如果PCB的设计密度不高,用户有可能在DDR颗粒的引脚附近找到PCB过孔,这时可以用焊接或点测探头在过孔上进行信号测量。DDR总线信号质量测试时经常需要至少同时连接CLK、DQS、DQ等信号,且自动测试软件需要运行一段时间,由于使用点测探头人手很难长时间同时保持几路信号连接的可靠性,所以通常会使用焊接探头测试。有时为了方便,也可以把CLK和DQS焊接上,DQ根据需要用点测探头进行测试。有些用户会通过细铜线把信号引出再连接示波器探头,但是因为DDR的信号速率很高,即使是一段1cm左右的没有匹配的铜线也会严重影响信号的质量,因此不建议使用没有匹配的铜线引出信号。有些示波器厂商的焊接探头可以提供稍长一些的经过匹配的焊接线,可以尝试一下这种焊接探头。图5.13所示就是一种用焊接探头在过孔上进行DDR信号测试的例子。江苏DDR一致性测试DDR、DDR2、DDR3、DDR4 调试和验证的总线解码器。
10Gbase-T总线测量为例做简单介绍。
10Gbase-T总线的测量需要按照图7-128来连接各种仪器和测试夹具。
10Gbase-T的输岀跌落/定时抖动/时钟频率要求用实时示波器测试;线性度/功率谱密度 PSD/功率电平要求用频谱分析仪测试;回波损耗要求用网络分析仪测试。
需要自动化测试软件进行各种参数测试,一般这个软件直接装在示波器内置的计算机里。 没有自动测试软件,测试是异常困难和耗时的工作。
测试夹具是测试系统的重要组成部分,测试仪器公司或一些专业的公司会提供工业标准 总线所用的测试夹具。当然也可以自己设计,自己设计时主要关注阻抗匹配、损耗、串扰等 电气参数,以及机械连接方面的连接可靠性和可重复性等可操作性功能。
由于读/写时序不一样造成的另一个问题是眼图的测量。在DDR3及之前的规范中没 有要求进行眼图测试,但是很多时候眼图测试是一种快速、直观衡量信号质量的方法,所以 许多用户希望通过眼图来评估信号质量。而对于DDR4的信号来说,由于时间和幅度的余量更小,必须考虑随机抖动和随机噪声带来的误码率的影响,而不是做简单的建立/保 持时间的测量。因此在DDR4的测试要求中,就需要像很多高速串行总线一样对信号叠加 生成眼图,并根据误码率要求进行随机成分的外推,然后与要求的小信号张开窗口(类似 模板)进行比较。图5 . 8是DDR4规范中建议的眼图张开窗口的测量方法(参考资料: JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM,JESD79-4)。DDR时钟总线的一致性测试。
DDR-致性测试探测和夹具
DDR的信号速率都比较高,要进行可靠的测量,通常推荐的探头连接方式是使用焊接式 探头。还有许多很难在PCB板上找到相应的测试焊盘的情况(比如釆用盲埋孔或双面BGA 焊接的情况),所以Agilent还提供了不同种类的BGA探头,通过对板子做重新焊接将BGA 的Adapter焊接在DDR的memory chip和PCB板中间,并将信号引出。DDR3的 BGA探头的焊接例子。
DDR是需要进行信号完整性测试的总线中复杂的总线,不仅走线多、探测困难,而且 时序复杂,各种操作交织在一起。本文分别从时钟、地址、命令、数据总线方面介绍信号完 整性一致性测试的一些要点和方法,也介绍了自动化测试软件和测试夹具,但是真正测试DDR 总线仍然是一件比较有挑战的事情。 DDR3信号质量测试,信号一致性测试。江苏DDR一致性测试
DDR4 电气一致性测试应用软件。陕西数字信号DDR一致性测试
以上只是 一 些进行DDR读/写信号分离的常用方法,根据不同的信号情况可以做选 择。对于DDR信号的 一 致性测试来说,用户还可以选择另外的方法,比如根据建立/保持 时间的不同进行分离或者基于CA信号突发时延的方法(CA高接下来对应读操作,CA低 接下来对应写操作)等,甚至未来有可能采用一些机器学习(Machine Learning)的方法对 读/写信号进行判别。读时序和写时序波形分离出来以后,就可以方便地进行波形参数或者 眼图模板的测量。
克劳德高速数字信号测试实验室 陕西数字信号DDR一致性测试
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;...