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;DDR4测试建议的测试系统带宽是12GHz;而DDR5测试则推荐使用 16GHz以上带宽的示波器和探头系统。 DDR、DDR2、DDR3 和 DDR4 设计与测试解决方案;湖南DDR一致性测试执行标准
DDR地址、命令总线的一致性测试
DDR的地址、命令总线的信号完整性测试主要测试其波形和时序参数。地址总线An、 命令总线/RAS、/CAS、/WE、/CS需要测试的信号品质主要包括:Vmax (最大电压值);Vmin (小电压值);Overshoot (过冲)和Undershoot (下冲)的持续时间的大值;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)。建立时间和保持时间的定义如图7.134所示,其中加为建立时间,如为 保持时间,针对DDR400,加和如为0.7ns。
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DDR时钟总线的一致性测试
DDR总线参考时钟或时钟总线的测试变得越来越复杂,主要测试内容可以分为两方面:波形参数和抖动。波形参数主要包括:Overshoot(过冲);Undershoot(下冲);SlewRate(斜率);RiseTime(上升时间)和FallTime(下降时间);高低时间;DutyCycle(占空比失真)等,测试较简单,在此不再赘述。抖动测试则越来越复杂,以前一般只是测试Cycle-CycleJitter(周期到周期抖动),但是当速率超过533MT/S的DDR2&3时,测试内容相当多,不可忽略。表7-15是DDR2667的规范参数。对这些抖动参数的测试需要用软件实现,比如Agilent的N5413ADDR2时钟表征工具。测试建议用系统带宽4GHz以上的差分探头和示波器,测试点在DIMM上靠近DRAM芯片的位置,被测系统建议运行MemoryTest类的总线加压软件。
RDIMM(RegisteredDIMM,寄存器式双列直插内存)有额外的RCD(寄存器时钟驱动器,用来缓存来自内存控制器的地址/命令/控制信号等)用于改善信号质量,但额外寄存器的引入使得其延时和功耗较大。LRDIMM(LoadReducedDIMM,减载式双列直插内存)有额外的MB(内存缓冲,缓冲来自内存控制器的地址/命令/控制等),在技术实现上并未使用复杂寄存器,只是通过简单缓冲降低内存总线负载。RDIMM和LRDIMM通常应用在高性能、大容量的计算系统中。
综上可见,DDR内存的发展趋势是速率更高、封装更密、工作电压更低、信号调理技术 更复杂,这些都对设计和测试提出了更高的要求。为了从仿真、测试到功能测试阶段保证DDR信号的波形质量和时序裕量,需要更复杂、更的仿真、测试和分析工具。
什么是DDR DDR2 DDR3 DDR4 DDR5;
DDR总线概览
从测试角度看,因为DQS和DQ都是三态信 号,在PCB走线上双向传输。在读操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ的信号边沿处对 齐,而在写操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ信号的中心处对齐,参考图7-132,这给 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!
址/命令总线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。操作命令有很多, 主要是 NOP (空操作)、Active ()、Write> Read^ Precharge (Bank 关闭)、Auto Refresh 或Self Refresh (自动刷新或自刷新)等(详细内容请参考《Jedec规范JESD79)))。数据总 线由DQS的上升沿和下降沿判断数据DQ的0与1。
DDR总线PCB走线多,速度快,时序和操作命令复杂,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:时钟总线的 信号完整性测试分析;地址、命令总线的信号完整性测试分析;数据总线的信号完整性测试 分析。下面从这三个方面分别讨论DDR总线的信号完整性测试和分析技术。 DDR5 接收机一致性和表征测试应用软件。贵州DDR一致性测试DDR测试
82496 DDR信号质量的测试方法、测试装置与测试设备与流程;湖南DDR一致性测试执行标准
大部分的DRAM都是在一个同步时钟的控制下进行数据读写,即SDRAM(Synchronous Dynamic Random -Access Memory) 。SDRAM根据时钟采样方式的不同,又分为SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM)和DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM) 。SDR SDRAM只在时钟的上升或者下降沿进行数据采样,而DDR SDRAM在时钟的上升和下降 沿都会进行数据采样。采用DDR方式的好处是时钟和数据信号的跳变速率是一样的,因 此晶体管的工作速度以及PCB的损耗对于时钟和数据信号是一样的。湖南DDR一致性测试执行标准