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使用SystemSI進行DDR3信號仿真和時序分析實例
SystemSI是Cadence Allegro的一款系統(tǒng)級信號完整性仿真工具,它集成了 Sigrity強大的 電路板、封裝等互連模型及電源分布網絡模型的提取功能。目前SystemSI提供并行總線分析 和串行通道分析兩大主要功能模塊,本章介紹其中的并行總線分析模塊,本書第5章介紹串 行通道分析模塊。
SystemSI并行總線分析(Parallel Bus Analysis)模塊支持IBIS和HSPICE晶體管模型, 支持傳輸線模型、S參數(shù)模型和通用SPICE模型,支持非理想電源地的仿真分析。它擁有強 大的眼圖、信號質量、信號延時測量功能和詳盡的時序分析能力,并配以完整的測量分析報 告供閱讀和存檔。下面我們結合一個具體的DDR3仿真實例,介紹SystemSI的仿真和時序分 析方法。本實例中的關鍵器件包括CPU、4個DDR3 SDRAM芯片和電源模塊, 如何選擇適用于DDR3一致性測試的工具?甘肅DDR3測試故障
DDR 系統(tǒng)概述
DDR 全名為 Double Data Rate SDRAM ,簡稱為 DDR。DDR 本質上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高 SDRAM 的速度,它允許在時鐘的上升沿和下降沿讀/寫數(shù)據(jù),因而其數(shù)據(jù)速率是標準 SDRAM 的兩倍,至于地址與控制信號與傳統(tǒng) SDRAM 相同,仍在時鐘上升沿進行數(shù)據(jù)判決。 DDR 與 SDRAM 的對比DDR 是一個總線系統(tǒng),總線包括地址線、數(shù)據(jù)信號線以及時鐘、控制線等。其中數(shù)據(jù)信號線可以隨著系統(tǒng)吞吐量的帶寬而調整,但是必須以字節(jié)為單位進行調整,例如,可以是 8 位、16 位、24 位或者 32 位帶寬等。 所示的是 DDR 總線的系統(tǒng)結構,地址和控制總線是單向信號,只能從控制器傳向存儲芯片,而數(shù)據(jù)信號則是雙向總線。
DDR 總線的系統(tǒng)結構DDR 的地址信號線除了用來尋址以外,還被用做控制命令的一部分,因此,地址線和控制信號統(tǒng)稱為地址/控制總線。DDR 中的命令狀態(tài)真值表??梢钥吹?,DDR 控制器對存儲系統(tǒng)的操作,就是通過控制信號的狀態(tài)和地址信號的組合來完成的。 DDR 系統(tǒng)命令狀態(tài)真值表 甘肅DDR3測試故障如何解決DDR3一致性測試期間出現(xiàn)的錯誤?
單擊Check Stackup,設置PCB板的疊層信息。比如每層的厚度(Thickness)、介 電常數(shù)(Permittivity (Er))及介質損耗(LossTangent)。
單擊 Enable Trace Check Mode,確保 Enable Trace Check Mode 被勾選。在走線檢查 流程中,可以選擇檢查所有信號網絡、部分信號網絡或者網絡組(Net Gr。叩s)??梢酝ㄟ^ Prepare Nets步驟來選擇需要檢查的網絡。本例釆用的是檢查網絡組。檢查網絡組會生成較詳 細的阻抗和耦合檢查結果。單擊Optional: Setup Net Groups,出現(xiàn)Setup Net Groups Wizard 窗口。
在Setup NG Wizard窗口中依次指定Tx器件、Rx器件、電源地網絡、無源器件及 其模型。
DDR3(Double Data Rate 3)是一種常見的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)標準,它定義了數(shù)據(jù)傳輸和操作時的時序要求。以下是DDR3規(guī)范中常見的時序要求:
初始時序(Initialization Timing)tRFC:內存行刷新周期,表示在關閉時需要等待多久才能開啟并訪問一個新的內存行。tRP/tRCD/tRA:行預充電時間、行開放時間和行訪問時間,分別表示在執(zhí)行讀或寫操作之前需要預充電的短時間、行打開后需要等待的短時間以及行訪問的持續(xù)時間。tWR:寫入恢復時間,表示每次寫操作之間小需要等待的時間。數(shù)據(jù)傳輸時序(Data Transfer Timing)tDQSS:數(shù)據(jù)到期間延遲,表示內存控制器在發(fā)出命令后應該等待多長時間直到數(shù)據(jù)可用。tDQSCK:數(shù)據(jù)到時鐘延遲,表示從數(shù)據(jù)到達內存控制器到時鐘信號的延遲。tWTR/tRTW:不同內存模塊之間傳輸數(shù)據(jù)所需的小時間,包括列之間的轉換和行之間的轉換。tCL:CAS延遲,即列訪問延遲,表示從命令到讀或寫操作的有效數(shù)據(jù)出現(xiàn)之間的延遲。刷新時序(Refresh Timing)tRFC:內存行刷新周期,表示多少時間需要刷新一次內存行。 DDR3一致性測試是否包括高負載或長時間運行測試?
DDR4: DDR4釆用POD12接口,I/O 口工作電壓為1.2V;時鐘信號頻率為800?1600MHz; 數(shù)據(jù)信號速率為1600?3200Mbps;數(shù)據(jù)命令和控制信號速率為800?1600Mbps。DDR4的時 鐘、地址、命令和控制信號使用Fly-by拓撲走線;數(shù)據(jù)和選通信號依舊使用點對點或樹形拓 撲,并支持動態(tài)ODT功能;也支持Write Leveling功能。
綜上所述,DDR1和DDR2的數(shù)據(jù)和地址等信號都釆用對稱的樹形拓撲;DDR3和DDR4的數(shù)據(jù)信號也延用點對點或樹形拓撲。升級到DDR2后,為了改進信號質量,在芯片內為所有數(shù)據(jù)和選通信號設計了片上終端電阻ODT(OnDieTermination),并為優(yōu)化時序提供了差分的選通信號。DDR3速率更快,時序裕量更小,選通信號只釆用差分信號。 是否可以通過重新插拔DDR3內存模塊解決一致性問題?甘肅DDR3測試故障
DDR3一致性測試是否可以修復一致性問題?甘肅DDR3測試故障
"DDRx"是一個通用的術語,用于表示多種類型的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)標準,包括DDR2、DDR3和DDR4等。這里的"x"可以是任意一個數(shù)字,了不同的DDR代數(shù)。每一代的DDR標準在速度、帶寬、電氣特性等方面都有所不同,以適應不斷增長的計算需求和技術發(fā)展。下面是一些常見的DDR標準:DDR2:DDR2是第二代DDR技術,相比于DDR,它具有更高的頻率和帶寬,以及更低的功耗。DDR2還引入了一些新的技術和功能,如多通道架構和前瞻性預充電(prefetch)。DDR3:DDR3是第三代DDR技術,進一步提高了頻率和帶寬,并降低了功耗。DDR3內存模塊具有更高的密度和容量,可以支持更多的內存。DDR4:DDR4是第四代DDR技術,具有更高的頻率和帶寬,較低的電壓和更高的密度。DDR4內存模塊相對于之前的DDR3模塊來說,能夠提供更大的容量和更高的性能。每一代的DDR標準都會有自己的規(guī)范和時序要求,以確保DDR內存模塊的正常工作和兼容性。DDR技術在計算機系統(tǒng)、服務器、嵌入式設備等領域廣泛應用,能夠提供快速和高效的數(shù)據(jù)訪問和處理能力。甘肅DDR3測試故障