JEDEC组织发布的主要的DDR相关规范,对发布时间、工作频率、数据 位宽、工作电压、参考电压、内存容量、预取长度、端接、接收机均衡等参数做了从DDR1 到 DDR5的电气特性详细对比。可以看出DDR在向着更低电压、更高性能、更大容量方向演 进,同时也在逐渐采用更先进的工艺和更复杂的技术来实现这些目标。以DDR5为例,相 对于之前的技术做了一系列的技术改进,比如在接收机内部有均衡器补偿高频损耗和码间 干扰影响、支持CA/CS训练优化信号时序、支持总线反转和镜像引脚优化布线、支持片上 ECC/CRC提高数据访问可靠性、支持Loopback(环回)便于IC调测等。DDR眼图读写分离的传统方法。机械DDR一致性测试USB测试
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。
天津通信DDR一致性测试DDR DDR2 DDR3 DDR4 和 DDR5 内存带宽;
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。
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。 DDR读写眼图分离的InfiniiScan方法?
DDR数据总线的一致性测试
DQS (源同步时钟)和DQ (数据)的波形参数测试与命令地址总线测试类似,比较简 单,在此不做详细介绍。对于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波形包括三态(T特征,以及读数据(Read Burst)、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,只测试几个时序参数很难覆盖各 种情况,更难测出差情况。很多工程师花了一周时间去测试DDR,却仍然测不出问题的关 键点就在于此。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 况并捕获差情况下的波形,比较好能够套用串行数据的分析方法,调用模板帮助判断。 DDR、DDR2、DDR3 和 DDR4 设计与测试解决方案;电气性能测试DDR一致性测试测试流程
4代DDR之间有什么区别?机械DDR一致性测试USB测试
通常我们会以时钟为基准对数据信号叠加形成眼图,但这种简单的方法对于DDR信 号不太适用。DDR总线上信号的读、写和三态都混在一起,因此需要对信号进行分离后再进 行测量分析。传统上有以下几种方法用来进行读/写信号的分离,但都存在一定的缺点。
(1)根据读/写Preamble的宽度不同进行分离(针对DDR2信号)。Preamble是每个Burst的数据传输开始前,DQS信号从高阻态到发出有效的锁存边沿前的 一段准备时间,有些芯片的读时序和写时序的Preamble的宽度可能是不一样的,因此可以 用示波器的脉冲宽度触发功能进行分离。但由于JEDEC并没有严格规定写时序的 Preamble宽度的上限,因此如果芯片的读/写时序的Preamble的宽度接近则不能进行分 离。另外,对于DDR3来说,读时序的Preamble可能是正电平也可能是负电平;对于 DDR4来说,读/写时序的Preamble几乎一样,这都使得触发更加难以设置。 机械DDR一致性测试USB测试
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