校准DDR一致性测试方案

时间:2024年03月06日 来源:

每个DDR芯片独享DOS,DM信号;四片DDR芯片共享RAS#,CAS#,CS#,WE#控制信号。

DDR工作频率为133MHz。

DDR 控制器选用Xilinx公司的 FPGA,型号为XC2VP30 6FF1152C

得到这个设计需求之后,我们首先要进行器件选型,然后根据所选的器件,准备相关的设计资料。一般来讲,对于经过选型的器件,为了使用这个器件进行相关设计,需要有如下资料。

器件数据手册Datasheet:这个是必须要有的。如果没有器件手册,是没有办法进行设计的(一般经过选型的器件,设计工程师一定会有数据手册)。 什么是DDR DDR2 DDR3 DDR4 DDR5;校准DDR一致性测试方案

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在实际探测时,对于DDR的CLK和DQS,由于通常是差分的信号(DDR1和DDR2的 DQS还是单端信号,DDR3以后的DQS就是差分的了),所以 一般用差分探头测试。DQ信 号是单端信号,所以用差分或者单端探头测试都可以。另外,DQ信号的数量很多,虽然逐 个测试是严格的方法,但花费时间较多,所以有时用户会选择一些有代表性的信号进行测 试,比如选择走线长度长、短、中间长度的DQ信号进行测试。

还有些用户想在温箱里对DDR信号质量进行测试,比如希望的环境温度变化范围为-40~85℃,这对于使用的示波器探头也是个挑战。 一般示波器的探头都只能在室温下工 作,在极端的温度条件下探头可能会被损坏。如果要在温箱里对信号进行测试,需要选择一 些特殊的能承受高温的探头。比如一些特殊的差分探头通过延长电缆可以在-55~150℃ 的温度范围提供12GHz的测量带宽;还有一些宽温度范围的单端有源探头,可以在-40~ 85℃的温度范围内提供1.5GHz的测量带宽。 校准DDR一致性测试方案DDR读写眼图分离的InfiniiScan方法?

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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。

制定DDR 内存规范的标准化组织是JEDEC(Joint Electron Device Engineering  Council,)。按照JEDEC组织的定义, DDR4 的比较高数据速率已经 达到了3200MT/s以上,DDR5的比较高数据速率则达到了6400MT/s以上。在2016年之 前,LPDDR的速率发展一直比同一代的DDR要慢一点。但是从LPDDR4开始,由于高性 能移动终端的发展,LPDDR4的速率开始赶超DDR4。LPDDR5更是比DDR5抢先一步在 2019年完成标准制定,并于2020年在的移动终端上开始使用。DDR5的规范 (JESD79-5)于2020年发布,并在2021年开始配合Intel等公司的新一代服务器平台走向商 用。图5.2展示了DRAM技术速率的发展。DDR4参数测试参考解决方案.

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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。 DDR4协议/功能调试和分析参考解决方案。校准DDR一致性测试方案

DDR2 3 4物理层一致性测试;校准DDR一致性测试方案

克劳德高速数字信号测试实验室

一个实际的DDR4总线上的读时序和写时序。从两张图我们可 以看到,在实际的DDR总线上,读时序、写时序是同时存在的。而且对于读或者写时序来 说,DQS(数据锁存信号)相对于DQ(数据信号)的位置也是不一样的。对于测试来说,如果 没有软件的辅助,就需要人为分别捕获不同位置的波形,并自己判断每组Burst是读操作还 是写操作,再依据不同的读/写规范进行相应参数的测试,因此测量效率很低,而且无法进行 大量的测量统计。 校准DDR一致性测试方案

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