DDR 1&2&3 的“读”和“写”眼图分析
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电脑入门:什么是DDR内存简介随着电子科技的不断发展,电脑已经成为我们日常生活和工作中必不可少的工具之一。
而作为电脑的核心部件之一,内存扮演着非常重要的角色。
在选择电脑或升级电脑配置时,经常会遇到DDR内存这个词。
那么,到底什么是DDR内存呢?本文将为大家详细介绍DDR内存的概念、特点和应用。
DDR内存的定义DDR是“Double Data Rate”的缩写,意为“双倍数据传输速率”。
DDR内存是指采用DDR技术设计制造的计算机内存条。
DDR内存的发展历程在过去的二十年里,DDR内存技术经历了几代的发展。
下面是几个重要的DDR内存版本及其发布时间:1.DDR1:1999年发布。
速度为200MHz至400MHz。
2.DDR2:2003年发布。
速度为400MHz至1066MHz。
3.DDR3:2007年发布。
速度为800MHz至2133MHz。
4.DDR4:2014年发布。
速度为2133MHz至3200MHz。
可以看出,每一代DDR内存的发布都带来了速度的大幅提升。
DDR内存的特点DDR内存相较于传统的SDR内存具有以下几个显著的特点:1.高速传输:DDR内存的数据传输速率是SDR内存的两倍,这是由于DDR内存在每个时钟周期内能够进行两次数据传输。
2.大带宽:DDR内存的带宽比传统的SDR内存更大,意味着在同样频率下,DDR内存的数据传输能力更强。
3.低能耗:相较于早期的DDR版本,后续的DDR内存在减少能耗方面做出了很大的改进,不仅提高了效率,还能够降低功耗。
4.容量扩展性:DDR内存的容量从最早的几百兆字节逐渐提升到目前的几十GB,这为用户提供了更大的存储空间。
DDR内存的应用DDR内存广泛应用于个人电脑、服务器、工作站、移动设备等计算机系统中。
以下是DDR内存应用的一些典型场景:1.游戏电脑:游戏电脑对内存的需求较高,DDR内存能够提供更大的带宽和更高的速度,能够更好地满足游戏的要求。
2.数据中心:数据中心中的服务器需要处理大量的数据请求,DDR内存能够提供更大的容量和更高的传输速度,提高数据处理效率。
DDR1和DDR2和DDR3的区别严格的说DDR应该叫DDR SDRAM,人们习惯称为DDR,部分初学者也常看到DDR SDRAM,就认为是SDRAM。
DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。
DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。
SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,因此称为双倍速率同步动态随机存储器。
DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。
与SDRAM相比:DDR运用了更先进的同步电路,使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行,又保持与CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术,当数据有效时,存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据,每16次输出一次,并重新同步来自不同存储器模块的数据。
DDR本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准SDRA的两倍。
DDR2的定义:DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。
换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
DDR3内存的不同之处DDR3内存采用8 bit 预取设计,较DDR2 4bit 的预取设计提升一倍,其运算频率介于800MHz -1600MHz之间。
DDR2与DDR的区别与DDR相比,DDR2最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下,可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。
这主要是通过在每个设备上高效率使用两个DRAM核心来实现的。
作为对比,在每个设备上DDR 内存只能够使用一个DRAM核心。
技术上讲,DDR2内存上仍然只有一个DRAM核心,但是它可以并行存取,在每次存取中处理4个数据而不是两个数据。
DDR2与DDR的区别示意图与双倍速运行的数据缓冲相结合,DDR2内存实现了在每个时钟周期处理多达4bit的数据,比传统DDR内存可以处理的2bit数据高了一倍。
DDR2内存另一个改进之处在于,它采用FBGA封装方式替代了传统的TSOP方式。
然而,尽管DDR2内存采用的DRAM核心速度和DDR的一样,但是我们仍然要使用新主板才能搭配DDR2内存,因为DDR2的物理规格和DDR是不兼容的。
首先是接口不一样,DDR2的针脚数量为240针,而DDR内存为184针;其次,DDR2内存的VDIMM电压为1.8V,也和DDR内存的2.5V不同。
DDR2的定义:DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR 内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。
换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。
回想起DDR的发展历程,从第一代应用到个人电脑的DDR200经过DDR266、DDR333到今天的双通道DDR400技术,第一代DDR的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法提高内存的工作速度;随着Intel最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的DDR2内存将是大势所趋。
解密电脑内存DDRDDR有何区别DDR内存,即双倍数据率内存,是一种广泛应用于计算机系统中的随机访问内存(RAM)。
DDR内存按照代数划分,从DDR1到DDR4,每一代内存相对于前一代都有了显著的改进和提升。
在本篇文章中,我将介绍DDR内存的不同代数之间的区别,帮助读者更好地了解和选择适合自己的内存。
DDR内存是目前市面上最常见的计算机内存类型之一。
DDR内存的不同代数对于计算机性能和速度的提升都起到了重要的作用。
以下是DDR内存的各代之间的主要区别。
1. DDR1内存:DDR1是最早应用于计算机的DDR内存,它具有一定的基本功能,但相对较低的传输速度。
DDR1内存的主频通常为400MHz或200MHz,数据传输速度较低。
由于技术限制,DDR1内存的容量通常较小,最高为1GB。
DDR1内存在当前的计算机应用中已经逐渐被淘汰,很少再使用。
2. DDR2内存:DDR2内存是DDR内存的第二代产品。
相对于DDR1内存,它具有更高的内部频率和更高的传输速度。
DDR2内存的主频通常为800MHz到1066MHz,数据传输速度比DDR1内存提升了约两倍。
此外,DDR2内存的容量也有了显著的提升,最高可达8GB。
DDR2内存在2000年左右开始广泛应用于计算机系统中,是当时的主流内存类型。
3. DDR3内存:DDR3内存是DDR内存的第三代产品。
与DDR2相比,DDR3内存在内部频率和传输速度方面又有了一定的提升。
DDR3内存的主频通常在800MHz到2133MHz之间,数据传输速度相比DDR2内存又提高了一倍左右。
DDR3内存的容量也有了继续提升,目前最高可达64GB。
DDR3内存的广泛应用推动了计算机性能的进一步提升。
4. DDR4内存:DDR4内存是目前市场上最新的DDR内存代数。
相较于DDR3内存,DDR4内存在内部频率和传输速度方面有了较大的提升。
DDR4内存的主频通常在2133MHz到3200MHz之间,传输速度又提高了约50%。
温馨提示:
1、DDR代表是1代内存、DDR2代表是2代内存、DDR3代表是3代内存。
2、金士顿512M DDR 400 台式机内存的“400”是频率的意思!常用内存频率有266、33
3、400、533、667、800、1066……等频率。
频率越高,速度越快!
3、内存最好要使用同型号、同大小、同频率为好,这样您的系统才能更稳定。
4、常用内存有DDR、DDR2、DDR3之分,3种内存不能混用,拍前请确定自己电脑使用的是什么型号内存、什么频率。
5、如果您不确定自己电脑使用什么内存!可以用下面这个“C PU-Z”软件检测一下,谢谢!
运行软件后看“SPD”选项的“最大带宽”一栏,会看到“PCxx00”,如下:
DDR 是“1代内存”频率分266 333 400 规格
PC2100是DDR 266内存
PC2700是DDR 333内存
PC3200是DDR 400内存
DDR2 是“2代内存”频率分533 667 800 规格PC2-4200是DDR2 533内存
PC2-4300是DDR2 533内存
PC2-5300是DDR2 667内存
PC2-6400是DDR2 800内存
DDR3是“3代内存”频率分1066 1333 1600 PC3-8500 是DDR3 1066/1067内存
PC3-10600是DDR3 1333内存
PC3-10700是DDR3 1333内存
PC3-12800是DDR3 1600内存。
DDR1是什么啊(DOC)
什么是DDR?
DDR 内存是双倍数据传输速率同步动态随机存储器的简称, 全
称:Double Data Rate,DDR 内存是SDRAM 向前发展的产品, 本质上与SDRAM 完全相同.
什么是DDR2?
DDR2 是DDR SDRAM 内存的第二代产品。
它在DDR 内存技术的基础上加以改进,从而其传输速度更快(可达667MHZ ),耗电量更低,散热性能更优良.
什么是DDR1?
有时候大家将老的存储技术DDR 称为DDR1 ,使之与DDR2 加以区分。
尽管一般是使用“DDR”,但DDR1 与DDR 的含义相同。
区别分析:
DDR2 不能向下兼容DDR, DDR2 内存芯片与内存模组与DDR 有很大差异。
例如,DDR2 的工作电压为 1.8 伏,低于DDR 的 2.5 伏。
DDR2 DIMMs 不能插入DDR 的插口, 反之也不能, 因为内存模组有专门的“键”或者插口与其连接器相连。
这些键必须与存储器中的一个键相连,才能插入模块。
所有DDR 和DDR2 模块类型是不同的, 以防止插入了不兼容的插口.
如果外观看, 很难区别DDR2 和DDR 主板。
DDR1&2&3的“读”和“写”眼图分析来源:安捷伦科技有限公司作者:孙灯亮时间:2008-05-14发布人:林逸DDR 1&2&3总线概览DDR全名为Double Data Rate SDRAM ,简称为DDR。
现在DDR技术已经发展到了DDR 3,理论上速度可以支持到1600MT/s。
DDR总线走线数量多,速度快,操作复杂,探测困难,给测试和分析带来了巨大的挑战。
DDR 本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准SDRAM的两倍。
至于地址与控制信号则与传统SDRAM相同,仍在时钟上升沿进行数据判断。
目前,许多计算机使用时钟频率为533MHz的DDR2内存,更先进的DDR2内存正在日益普及,它的时钟频率在400 MHz-800 MHz之间,新的DDR3内存的时钟频率则可以工作在800MHz-16OOMHz之间。
DDR3内存芯片还有另外一个长处:更低的能耗,它的运行电压是1.5伏,低于DDR2内存芯片的1.8伏和DDR1内存芯片的2.5伏。
在使用电池的设备中能够延长电池续航时间,因为能耗低,产生的热量也就少,从而对冷却的要求也就低一些。
DDR 2&3几个新增特性的含义是:ODT( On Die Termination),DDR1 匹配放在主板上,DDR2&3把匹配直接设计到DRAM芯片内部,用来改善信号品质。
OCD(Off Chip Driver)是加强上下拉驱动的控制功能,通过减小DQS与/DQS(DQS是数据Strobe,源同步时钟,数据的1和0由DQS作为时钟来判断) Skew(时滞)来增加信号的时序容限(Timing Margin)。
Posted CAS是提高总线利用率的一种方法。
AL(Additive Latency)技术是相对于外部CAS,内部CAS执行一定的延时。
图1:DDR总线的体系结构图1是DDR总线的体系结构。
DDR 1&2&3的“读”和“写”眼图分析安捷伦科技有限公司孙灯亮【关键字】DDR,读眼图,写眼图,模板,示波器【摘要】现在不论做主板设计或测试的工程师,还是做内存或DDR芯片设计或测试的工程师都会面临这样一个问题:如何能够分离出“读”和“写”眼图以发现有无信号品质问题?因为简单测试一段波形很难确定你的设计或产品是否满足规范要求。
而因为DDR的数据总线信号存在三态,“读”时序和“写”时序不同的情况,我们很难直接用示波器把“读”眼图和“写”眼图分离出来。
本文根据自己设计的DDR“读”“写”分离软件,介绍一种把“读”眼图和“写”眼图分离开的方法,并创新地引入模板测试的方法。
【Key Words】DDR,read eye diagram,write eye diagram,DDR mask,Oscilloscope 【Abstract】When designing or testing motherboard, DIMM or DDR DRAM, design or test engineer will meet a challenge that how to separate read eye diagram and write eye diagram from DDR data bus. It is difficult to find signal integrity issues if only acquire and analysis several waveforms. There are tri-state, read burst and write burst in DDR data bus, and the timing is different between read burst and write burst. So it is impossible to get clear eye diagram directly. This article introduces an innovated method to separate read eye diagram and write eye diagram, and introduces an innovated method about how to define mask for read eye diagram and write eye diagram.DDR 1&2&3总线概览DDR全名为Double Data Rate SDRAM ,简称为DDR。
现在DDR技术已经发展到了DDR 3,理论上速度可以支持到1600MT/s。
DDR总线走线数量多,速度快,操作复杂,探测困难,给测试和分析带来了巨大的挑战。
DDR 本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准SDRAM的两倍。
至于地址与控制信号则与传统SDRAM 相同,仍在时钟上升沿进行数据判断。
目前,许多计算机使用时钟频率为533MHz的DDR2内存,更先进的DDR2内存正在日益普及,它的时钟频率在400 MHz-800 MHz之间,新的DDR3内存的时钟频率则可以工作在800MHz-16OOMHz 之间。
DDR3内存芯片还有另外一个长处:更低的能耗,它的运行电压是1.5伏,低于DDR2内存芯片的1.8伏和DDR1内存芯片的2.5伏。
在使用电池的设备中能够延长电池续航时间,因为能耗低,产生的热量也就少,从而对冷却的要求也就低一些。
DDR 2&3几个新增特性的含义是:ODT( On Die Termination),DDR1 匹配放在主板上,DDR2&3把匹配直接设计到DRAM芯片内部,用来改善信号品质。
OCD(Off Chip Driver)是加强上下拉驱动的控制功能,通过减小DQS与/DQS(DQS是数据Strobe,源同步时钟,数据的1和0由DQS作为时钟来判断) Skew(时滞)来增加信号的时序容限(Timing Margin)。
Posted CAS是提高总线利用率的一种方法。
AL(Additive Latency)技术是相对于外部CAS,内部CAS执行一定的延时。
图1:DDR总线的体系结构图1是DDR总线的体系结构。
其中DQS是源同步时钟,在接收端使用DQS来读出相应的数据DQ,上升沿和下降沿都有效。
DDR1总线,DQS是单端信号,而DDR2&3, DQS则是差分信号。
DQS和DQ都是三态信号,在PCB走线上双向传输,读操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ的信号边沿处对齐,而写操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ信号的中心处对齐,参考图2,这就给测试验证带来了巨大的挑战:把“读”信号与“写”信号分开是非常困难的!图2:DDR总线“读”“写”操作时序图2中,Addr/Cmd Bus意思是地址/命令总线,都是时钟的上升沿有效,其中命令由:/CS(片选),/RAS, /CAS,/WE(写使能)决定,比如:“读”命令为:LHLH,“写”命令为:LHLL等。
操作命令很多,主要是NOP(空超作),Active(激活),Write,Read,Precharge (Bank关闭),Auto Refresh或Self Refresh(自动刷新或自刷新)等(细节请参考:Jedec规范JESD79)。
Data Bus是数据总线,由DQS的上升沿和下降沿判断数据DQ的0与1。
DDR 1&2&3总线的信号完整性测试DDR总线PCB走线多,速度快,操作时序复杂,很容易出现失效问题,为此我们经常用示波器进行DDR总线的信号完整性测试和分析,通常的测试内容包括:1,命令信号的波形和时序参数:需要测试/RAS,/CAS,/WE,/CS的信号品质,如Vmax (最大电压值),Vmin(最小电压值),Slew Rate(斜率),Ringback(回沟)等;还需要测试相对于时钟边沿的Setup Time(建立时间)和Hold Time(保持时间)。
测试相对于时钟边沿的建立时间和保持时间时,需要注意参考电平的位置和最差情况波形的捕获。
如图3的/CS建立时间和保持时间的测试就没有测试出最差的建立时间和保持时间值,为此,我们需要用眼图累积的方式设法找到最差情况下的建立时间和保持时间。
图3:/CS信号的建立时间和保持时间测试2,地址信号的波形和时序参数:测试内容和测试方法类似于命令信号的测试,包括信号品质和相对于时钟边沿的建立时间和保持时间的测试。
3,时钟信号的波形和抖动参数:测试建议用差分探头。
波形参数包括overshoot(过冲),undershoot(下冲),Slew Rate(斜率)或Rise Time(上升时间)和Fall Time(下降时间),高低时间和Duty Cycle(占空比失真)等。
时钟抖动一般只是测试Cycle-Cycle Jitter(周期到周期抖动),但是当速率超过533MT/s的DDR2&3时,则测试内容相当多,不可忽略,下表1是DDR2 667的规范参数。
这些抖动参数的测试需要用专用软件实现,比如Agilent的N5413A DDR2时钟表征工具。
Symbol Parameter JEDEC DDR2_667Proposed Errata UnitstCLK(avg) Average Clock Period 3000 3000 pstJIT(per) Clock Period Jitter -125 -290 psclock period jitter -250 -470 ps tJIT(cc) Cycle-to-cycletERR(2per) Cumulative error across 2 cycles -175 -350 pstERR(3per) Cumulative error across 3 cycles -225 -450 pstERR(4per) Cumulative error across 4 cycles -250 -545 pstERR(5per) Cumulative error across 5 cycles -250 -600 pstJIT Duty cycle jitter 125 150tCH(avg) Average high pulse width 48 / 52 48 /52 % of tCK(avg) tCL(avg) Average low pulse width 48/52 48/52 % of tCK(avg)表1:DDR 2 667 时钟抖动测试参数(参考Jedec规范)4,速据信号的波形和时序参数:DQS(源同步时钟)和DQ(数据)波形参数与命令地址测试类似,测试起来比较简单,但是探测却比较复杂和困难。
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的时序关系,即相对的在不同操作条件下的建立时间和保持时间关系则非常复杂,分析比较困难,图4是实际捕获的DDR2 533 DQS和DQ的波形。
从图中可以看出DQS和DQ的三态(Tri-state)特征,读数据(Read Burst)和写数据(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,然后测试出在“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,只测了几个时序参数很难覆盖各种情况,更难测出最差情况。
很多工程师花了一周去测试DDR,仍然测不出问题的关键点就在此处。
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和捕获最差情况下的波形,最好能够套用串行数据的分析方法,调用模板帮助判断。
图4:实际捕获的DDR2 533 DQS和DQ的波形DDR 1&2&3 “读”“写”眼图测试基于DDR“读”“写”信号相位不同的特征,本人设计了一个软件进行“读”“写”眼图的测试分析,软件使用VEE Pro 7.5设计界面,使用VEE Pro内嵌的Matlab脚本分析数据,基于规范的AC参数设计模板,帮助工程师进行DDR信号完整性测试分析的最复杂部分即“读”“写”数据眼图的测试分析。
图5是软件界面和分析结果的一个示例,上面两福图形是用户界面。
左边的是离线分析软件,用示波器同时采集DQS和DQ信号,并且存为*.CSV文件。
采集时,采样率设置为20GSa/s,存储深度设置为200k以上,确保捕获足够的数据,同时被测系统运行大型的软件或MemoryTest.exe工具(此内存测试软件能够进行内存总线的加压测试,一般做系统设计的或内存设计的都有),以让总线上有足够多的数据,来增加捕获各种码型和最差情况的可能性。