ddr4电路设计及布局布线分析

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阅阅砸内存发展到现在袁已经经历了阅阅砸尧阅阅砸圆尧阅阅砸猿尧

阅阅砸源四代袁阅阅砸缘正在研发测试中袁且即将商用量产遥随着

阅阅砸的速率越来越高袁相关电路设计的信号完整性问题变得越

来越突出遥员阅阅砸源与其他阅阅砸的异同员援员阅阅砸曾杂阅砸粤酝参数对比

阅阅砸觸阅阅砸源差异性参数对比如表员所示遥

表员历代阅阅砸差异性参数列表

员援圆阅阅砸源的引脚变化渊员冤相对于阅阅砸猿尧阅阅砸源的新增引脚

员冤灾阅阅匝院新增两个灾阅阅匝引脚曰

圆冤灾孕孕院内存的激活电压袁圆援缘灾原园援员圆缘灾辕垣园援圆缘园灾曰

猿冤月葬灶噪组地址输入渊月葬灶噪早则燥怎责葬凿凿则藻泽泽蚤灶责怎贼泽冤院指示

被粤悦栽陨灾栽耘袁砸耘粤阅袁宰砸陨栽耘或者孕砸耘悦匀粤砸郧耘命令操作的月葬灶噪组曰

源冤阅月陨院数据总线倒置遥可以降低功耗并且提升数据信号完

整性曰缘冤命令输入渊糟燥皂皂葬灶凿蚤灶责怎贼冤院粤悦栽赃灶用于指示激活命令曰

远冤孕粤砸渊孕葬则蚤贼赠枣燥则糟燥皂皂葬灶凿葬灶凿葬凿凿则藻泽泽冤院命令与地

址总线奇偶校验袁阅阅砸源杂阅砸粤酝支持奇偶校验曰苑冤粤蕴耘砸栽赃晕渊粤造藻则贼燥怎贼责怎贼冤院警示信号袁此信号可代表

阅砸粤酝中产生的多种错误袁若此信号没有使用袁则需要再板上将

此信号连接至灾阅阅曰愿冤栽耘晕渊悦燥灶灶藻糟贼蚤增蚤贼赠贼藻泽贼皂燥凿藻冤院连通性测试使能袁在

曾员远系统中需要袁但是在曾源与曾愿系统中仅在愿郧遭颗粒中需

要遥此引脚在阅砸粤酝内部通过一个弱下拉电阻下拉至灾杂杂遥渊圆冤相对于阅阅砸猿尧阅阅砸源减少的引脚

员冤灾砸耘云阅匝曰

圆冤遭葬灶噪葬凿凿则藻泽泽渊员燥枣猿冤曰

猿冤员个灾阅阅袁猿个灾杂杂袁员个灾杂杂匝遥

圆阅阅砸源的互联拓扑结构圆援员拓扑结构

阅阅砸源的数据线是一对一连接遥

对于地址尧命令尧时钟等袁多片阅阅砸源的拓扑结构一般采用云造赠原遭赠拓扑结构袁该结构是特殊的菊花链结构袁泽贼怎遭线为园的

菊花链袁如图员所示遥

图员云造赠原遭赠拓扑接口圆援圆信号线的端接渊员冤数据线

由于从阅阅砸圆杂阅砸粤酝时代开始新增了韵阅栽功能袁数据线

终端电阻内置袁允许用户通过读写寄存器来控制阅阅砸中内部的终

端电阻的连接或者断开袁所以在设计时不需要对数据线进行端接遥渊圆冤地址辕控制线的端接

在云造赠原遭赠拓扑结构中袁最远分支是反射最严重的地方袁因

此一般在最远分支末端加上终端匹配电阻吸收反射来提高信号

完整性遥阅阅砸源内存系统采用的云造赠原遭赠拓扑结构及终端匹配方

案如图员所示袁其中砸栽就是时钟尧地址及控制命令线上的终端

匹配电阻袁它上拉到电源灾栽栽遥

需要注意的是袁灾栽栽上拉电阻放置在相应网络的末端袁即靠

近最后一个阅阅砸源颗粒的位置放置曰注意灾栽栽上拉电阻到阅阅砸源颗粒的走线越短越好袁走线长度小于缘园园皂蚤造曰每个灾栽栽

上拉电阻对应放置一个灾栽栽的滤波电容渊最多两个电阻共用一阅阅砸源电路设计及布局布线分析

阅藻泽蚤早灶葬灶凿蕴葬赠燥怎贼粤灶葬造赠泽蚤泽燥枣阅阅砸源悦蚤则糟怎蚤贼

孔庆亮渊北京圣非凡电子系统技术开发有限公司袁北京员园圆圆园怨冤

摘要院随着嵌入式应用的性能需求越来越高袁阅阅砸的应用越来越广泛遥新一代阅阅砸的速率越来越高袁电路设计过程中

需要考虑的因素也越来越多袁信号完整性设计变得越来越重要遥且阅阅砸的阅藻遭怎早过程非常繁琐袁信号测试变得越来越困

难袁越来越不准确袁而且很难验证遥从阅阅砸源实际布局布线出发袁介绍了阅阅砸源布局布线方面的部分关键点及注意事项遥关键词院阅阅砸源曰布局布线曰信号完整性粤遭泽贼则葬糟贼押宰蚤贼澡贼澡藻澡蚤早澡责藻则枣燥则皂葬灶糟藻则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼燥枣藻皂遭藻凿凿藻凿葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶泽熏阅阅砸蚤泽憎蚤凿藻造赠怎泽藻凿援栽澡藻泽责藻藻凿燥枣贼澡藻灶藻憎早藻灶藻则葬贼蚤燥灶燥枣阅阅砸蚤泽早藻贼贼蚤灶早澡蚤早澡藻则葬灶凿澡蚤早澡藻则熏葬灶凿贼澡藻则藻葬则藻皂燥则藻葬灶凿皂燥则藻枣葬糟贼燥则泽贼燥遭藻糟燥灶泽蚤凿藻则藻凿蚤灶糟蚤则糟怎蚤贼凿藻泽蚤早灶熏泽燥泽蚤早灶葬造蚤灶贼藻早则蚤贼赠凿藻泽蚤早灶遭藻糟燥皂藻泽皂燥则藻葬灶凿皂燥则藻蚤皂责燥则贼葬灶贼援酝燥则藻燥增藻则熏贼澡藻阅藻遭怎早责则燥糟藻泽泽燥枣阅阅砸蚤泽增藻则赠贼藻凿蚤燥怎泽熏葬灶凿泽蚤早灶葬造贼藻泽贼蚤灶早遭藻糟燥皂藻泽皂燥则藻葬灶凿皂燥则藻凿蚤枣枣蚤糟怎造贼熏皂燥则藻葬灶凿皂燥则藻蚤灶葬糟糟怎则葬贼藻熏葬灶凿凿蚤枣枣蚤糟怎造贼贼燥增藻则蚤枣赠援杂贼葬则贼蚤灶早枣则燥皂贼澡藻葬糟贼怎葬造造葬赠燥怎贼葬灶凿憎蚤则蚤灶早燥枣阅阅砸源熏贼澡蚤泽责葬责藻则蚤灶贼则燥凿怎糟藻泽泽燥皂藻噪藻赠责燥蚤灶贼泽葬灶凿皂葬贼贼藻则泽灶藻藻凿蚤灶早葬贼贼藻灶贼蚤燥灶蚤灶造葬赠燥怎贼葬灶凿憎蚤则蚤灶早燥枣阅阅砸源援运藻赠憎燥则凿泽押阅阅砸源熏造葬赠燥怎贼熏泽蚤早灶葬造蚤灶贼藻早则蚤贼赠阅阅砸源电路设计及布局布线分析128叶工业控制计算机曳圆园圆园年第猿猿卷第员期

个电容冤遥猿阅阅砸源重点信号处理

猿援员信号分组渊员冤数据线组

数据线分组基本原则为一个字节一组袁每个组员员条信号

线袁以数据锁存差分线渊阅匝杂冤作为参考袁例如阅粤栽粤园原苑渊阅匝园原苑冤尧阅酝园尧阅匝杂园为一组遥

图圆阅阅砸源数据信号的分组渊圆冤地址尧控制尧命令组

地址线尧控制线尧命令线尧时钟差分对为一个组袁以时钟差分

对作为参考袁该组组内等长遥如图猿所示遥

图猿阅阅砸源地址辕命令辕控制分组示例猿援圆走线长度匹配渊员冤数据线组走线长度匹配

对于数据线袁每个月再栽耘与各自的阅匝杂尧阅匝酝等长袁即阅匝园押苑与阅匝杂园尧阅匝酝等长袁阅匝愿押员缘与阅匝杂员尧阅匝酝员等长袁

以此类推遥

组内等长设置在员园皂蚤造以内为最佳曰建议设置在员缘皂蚤造以

内遥如图圆所示遥渊圆冤地址辕控制组走线长度匹配

地址线尧控制线尧时钟线作为一组等长袁组内等长参考悦蕴运

信号袁误差范围最好控制在依圆园皂蚤造袁速率低时可以适当放宽袁圆源园园酝栽辕杂时放宽到原员圆园皂蚤造耀垣猿园皂蚤造经验证没有问题遥渊猿冤悦运尧阅匝杂差分对设计

这两组差分对设计应考虑串扰袁数据线与时钟信号之间拉

开间距袁差分对内等长最好在缘皂蚤造以内遥猿援猿灾砸耘云处理

阅阅砸信号一般通过比较输入信号和另外一个参考信号渊灾砸耘云冤来决定信号为高或者低遥相对于阅阅砸猿袁阅阅砸源只保留

了灾砸耘云粤袁灾砸耘云匝改由芯片内部产生遥灾砸耘云渊园援远灾冤要求更加严格的容差性袁但是它承载的电流比

较小尧且相对比较独立遥它不需要非常宽的走线袁且通过一两个

去耦电容就可以达到目标阻抗的要求遥布线处理时建议用与器

件同层的铜皮或走线直接连接袁无须在电源平面层为其分配电

源遥注意铺铜或走线时袁要先经过电容再接到芯片的电源引脚袁

不要从分压电阻那里直接接到芯片的电源引脚遥猿援源电源处理渊员冤灾阅阅渊员援圆灾冤

灾阅阅渊员援圆灾冤电源是阅阅砸源的核心电源袁其引脚分布比较散袁

且电流相对会比较大袁需要在电源平面分配一个区域给灾阅阅渊员援圆灾冤曰灾阅阅的容差要求是缘豫袁详细在允耘阅耘悦里有叙述遥通过

电源层的平面电容和专用的一定数量的去耦电容袁可以做到电

源完整性遥渊圆冤灾孕孕

圆援缘灾袁内存的激活供电袁容差相对宽松袁最小圆援猿苑缘灾袁最大

圆援苑缘灾遥电流也不是很大袁一般走根粗线或者画块小铜皮即可遥渊猿冤灾栽栽电源

灾栽栽电源不仅有严格的容差性袁而且还有很大的瞬间电流曰

可以通过增加去耦电容来实现它的目标阻抗匹配曰由于灾栽栽是

集中在终端的上拉电阻处袁不是很分散袁且对电流有一定的要

求袁在处理灾栽栽电源时袁一般是在元件面同层通过铺铜直接连

接袁铜皮要有一定宽度遥渊源冤灾阅阅辕灾阅阅匝滤波电容的处理

滤波电容的作用是控制阻抗袁为芯片所在的灾糟糟与郧晕阅

滤波遥需要注意的是袁滤波电容与芯片在同一层的时候袁电容靠

近芯片摆放袁且不能把电容拉一条线到芯片引脚遥源结束语阅阅砸的设计一直以来都是很多设计者比较关心的地方袁也

是让很多工程师比较头疼的问题袁首先阅阅砸的相关理论及技术

难点较多袁比如贼蚤皂蚤灶早尧凿则蚤增藻则泽贼则藻灶早贼澡尧韵阅栽等概念都需要理

解曰其次从造葬赠燥怎贼角度来看袁阅阅砸不像串行总线一样袁只有几对

差分线袁问题很容易定位袁而阅阅砸一旦出现问题袁问题定位会成

为一个棘手的问题袁需要做大量的测试和试验遥

参考文献咱员暂悦葬凿藻灶糟藻援砸燥怎贼蚤灶早阅阅砸源陨灶贼藻则枣葬糟藻泽匝怎蚤糟噪造赠葬灶凿耘枣枣蚤糟蚤藻灶贼造赠眼阅月辕

韵蕴演渊圆园员远原园怨原员缘冤援援澡贼贼责泽押辕辕憎憎憎援糟葬凿藻灶糟藻援糟燥皂辕糟燥灶贼藻灶贼辕糟葬凿藻灶糟藻原憎憎憎辕早造燥遭葬造辕扎澡赃悦晕辕澡燥皂藻辕泽藻葬则糟澡援澡贼皂造芽噪越砸燥怎贼蚤灶早豫圆园阅阅砸源豫圆园陨灶贼藻则枣葬糟藻泽豫圆园匝怎蚤糟噪造赠豫圆园葬灶凿豫圆园耘枣枣蚤糟蚤藻灶贼造赠咱圆暂载蚤造蚤灶曾援哉郧缘愿猿押哉造贼则葬杂糟葬造藻粤则糟澡蚤贼藻糟贼怎则藻孕悦月阅藻泽蚤早灶哉泽藻则郧怎蚤凿藻

眼阅月辕韵蕴演渊圆园员怨原园愿原圆怨冤澡贼贼责泽押辕辕糟澡蚤灶葬援曾蚤造蚤灶曾援糟燥皂辕泽怎责责燥则贼辕凿燥糟怎鄄皂藻灶贼葬贼蚤燥灶辕怎泽藻则赃早怎蚤凿藻泽辕怎早缘愿猿原怎造贼则葬泽糟葬造藻原责糟遭原凿藻泽蚤早灶援责凿枣咱猿暂李川袁王彦辉袁郑浩援阅阅砸源并行互连传输串扰特性仿真与分析咱允暂援

计算机工程与科学袁圆园员怨原园源咱源暂刘波援阅阅砸源高速并行总线的信号完整性仿真分析咱阅暂援呼和浩特院内

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