从DDR1、DDR2、DDR3至U DDR4,数据率成倍增加，位宽成倍减小，工作电压持续降 低，而电压裕量从200mV减小到了几十毫伏。总的来说，随着数据传输速率的增加和电压裕 量的降低，DDRx内存子系统对信号完整性、电源完整性及时序的要求越来越高，这也给系 统设计带来了更多、更大的挑战。 Bank> Rank及内存模块 1.BankBank是SDRAM颗粒内部的一种结构，它通过Bank信号BA(BankAddress)控制，可以把它看成是对地址信号的扩展，主要目的是提高DRAM颗粒容量。对应于有4个Bank的内存颗粒，其Bank信号为BA[1:O],而高容量DDR2和DDR...

创建工程启动SystemSI工具，单击左侧Workflow下的LoadaNew/ExistingWorkspace菜单项,在弹出的WorkspaceFile对话框中选择Createanewworkspace,单击OK按钮。在弹出的SelectModule对话框中选择ParallelBusAnalysis模块，单击OK按钮。选择合适的License后弹出NewWorkspace对话框在NewWorkspace对话框中选择Createbytemplate单选框，选择个模板addr_bus_sparam_4mem,设置好新建Workspace的路径和名字，单击0K按钮。如图4-36所示，左侧是W...

单击Next按钮，出现Setup Trace Check Wizard窗口，确保网络组的所有网络都被选中, 单击Finish按钮。 单击Save File with Error Check保存文件，保存结束后，单击Start Simulation开始仿 真。仿真完成后，仿真结果包括Workflow中Results and Report的所有内容。如果在Setup Trace Check Parameters 的步骤 net selection 时选的是 check all signal nets 或者 check all enabled signal nets 模式，那么仿真结果...

DDR3信号质量问题及仿真解决案例随着DDR信号速率的升高，信号电平降低，信号质量问题也会变得突出。比如DDR1的数据信号通常用在源端加上匹配电阻来改善波形质量；DDR2/3/4会将外部电阻变成内部ODT；对于多负载的控制命令信号，DDR1/2/3可以在末端添加VTT端接，而DDR4则将采 用VDD的上拉端接。在CLK的差分端接及控制芯片驱动能力的选择等方面，可以通过仿真 来得到正确驱动和端接，使DDR工作时信号质量改善，从而增大DDRI作时序裕量。是否可以在运行操作系统时执行DDR3一致性测试？山西多端口矩阵测试DDR3测试 走线阻抗/耦合检查 走线阻抗/耦合检查流程在PowerSI...

有其特殊含义的，也是DDR体系结构的具体体现。而遗憾的是，在笔者接触过的很多高速电路设计人员中，很多人还不能够说清楚这两个图的含义。在数据写入(Write)时序图中，所有信号都是DDR控制器输出的，而DQS和DQ信号相差90°相位，因此DDR芯片才能够在DQS信号的控制下，对DQ和DM信号进行双沿采样:而在数据读出(Read)时序图中，所有信号是DDR芯片输出的，并且DQ和DQS信号是同步的，都是和时钟沿对齐的!这时候为了要实现对DQ信号的双沿采样，DDR控制器就需要自己去调整DQS和DQ信号之间的相位延时!!!这也就是DDR系统中比较难以实现的地方。DDR规范这样做的原因很简单，是要把逻辑设...

DDR3拓扑结构规划：Fly・by拓扑还是T拓扑 DDR1/2控制命令等信号，均采用T拓扑结构。到了 DDR3,由于信号速率提升，当负 载较多如多于4个负载时，T拓扑信号质量较差，因此DDR3的控制命令和时钟信号均釆用 Fly.by拓扑。下面是在某项目中通过前仿真比较2片负载和4片负载时，T拓扑和Fly-by拓 扑对信号质量的影响，仿真驱动芯片为Altera芯片，IBIS文件 为arria5.ibs, DDR颗粒为Micron颗粒，IBIS模型文件为v70s.ibs。 分别标示了两种拓扑下的仿真波形和眼图，可以看到2片负载 时，Fly-by拓扑对DDR3控制和命令信号的改善作用...

如果模型文件放在其他目录下，则可以选择菜单Analyze-Model Browser..,在界面里面单击 Set Search Path按钮，然后在弹出的界面里添加模型文件所在的目录。 选择菜单Analyze —Model Assignment..,在弹出的模型设置界面中找到U100 (Controller)来设置模型。 在模型设置界面中选中U100后，单击Find Model...按钮，在弹出来的界面中删除 工具自认的模型名BGA1295-40,将其用“*”取代，再单击空白处或按下Tab键，在列岀的 模型文件中选中memorycontroller.ibs。 单击Loa...

重复以上步骤，分别对Meml〜Mem4分配模型并建立总线时序关系，置完其中一个，单击0K按钮并在弹出窗口单击Copy按钮，将会同时更新其他Memory 模块。 3.分配互连模型有3种方法可设置互连部分的模型：第1种是将已有的SPICE电路模型或S参数模型分配给相应模块；第2种是根据叠层信息生成传输线模型；第3种是将互连模块与印制电路板或封装板关联，利用模型提取工具按需提取互连模型。对前两种方法大家比较熟悉，这里以第3种方法为例介绍其使用过程。 DDR3一致性测试是否会提前寿命内存模块？青海自动化DDR3测试 DDR 规范的 DC 和 AC 特性 众所周知，对于任何一种接口规范...

DDR4： DDR4釆用POD12接口，I/O 口工作电压为1.2V；时钟信号频率为800〜1600MHz； 数据信号速率为1600〜3200Mbps；数据命令和控制信号速率为800〜1600Mbps。DDR4的时 钟、地址、命令和控制信号使用Fly-by拓扑走线；数据和选通信号依旧使用点对点或树形拓 扑，并支持动态ODT功能；也支持Write Leveling功能。 综上所述，DDR1和DDR2的数据和地址等信号都釆用对称的树形拓扑；DDR3和DDR4的数据信号也延用点对点或树形拓扑。升级到DDR2后，为了改进信号质量，在芯片内为所有数据和选通信号设计了片上终端电阻ODT(OnDi...

所示的窗口有Pin Mapping和Bus Definition两个选项卡，Pin Mapping跟IBIS 规范定义的Pin Mapping 一样，它指定了每个管脚对应的Pullup> Pulldown、GND Clamp和 Power Clamp的对应关系；Bus Definition用来定义总线Bus和相关的时钟参考信号。对于包 含多个Component的IBIS模型，可以通过右上角Component T拉列表进行选择。另外，如果 提供芯片每条I/O 口和电源地网络的分布参数模型，则可以勾选Explicit IO Power and Ground Terminals选项，将每条I/O 口...

高速DDRx总线概述 DDR SDRAM 全称为 Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory» 中 文名可理解为“双倍速率同步动态随机存储器”。DDR SDRAM是在原单倍速率SDR SDRAM 的基础上改进而来的，严格地说DDR应该叫作DDR SDRAM,人们习惯称之为DDR。 DDRx发展简介 代DDR （通常称为DDR1）接口规范于2000年由JEDEC组织 发布。DDR经过几代的发展，现在市面上主要流行DDR3,而的DDR4规范也巳经发 布，甚至出现了部分DDR4的产品。Cadence的系统仿...

DDR3拓扑结构规划：Fly・by拓扑还是T拓扑 DDR1/2控制命令等信号，均采用T拓扑结构。到了 DDR3,由于信号速率提升，当负 载较多如多于4个负载时，T拓扑信号质量较差，因此DDR3的控制命令和时钟信号均釆用 Fly.by拓扑。下面是在某项目中通过前仿真比较2片负载和4片负载时，T拓扑和Fly-by拓 扑对信号质量的影响，仿真驱动芯片为Altera芯片，IBIS文件 为arria5.ibs, DDR颗粒为Micron颗粒，IBIS模型文件为v70s.ibs。 分别标示了两种拓扑下的仿真波形和眼图，可以看到2片负载 时，Fly-by拓扑对DDR3控制和命令信号的改善作用...

至此，DDR3控制器端各信号间的总线关系创建完毕。单击OK按钮，在弹出的提示窗 口中选择Copy,这会将以上总线设置信息作为SystemSI能识别的注释，连同原始IBIS文件 保存为一个新的IBIS文件。如果不希望生成新的IBIS文件，则也可以选择Updateo 设置合适的 OnDie Parasitics 和 Package Parasiticso 在本例中。nDie Parasitics 选择 None, Package Parasitics使用Pin RLC封装模型。单击OK按钮保存并退出控制器端的设置。 On-Die Parasitics在仿真非理想电源地时影响很大，特...

单击Check Stackup,设置PCB板的叠层信息。比如每层的厚度(Thickness)、介 电常数(Permittivity (Er))及介质损耗(LossTangent)。 单击 Enable Trace Check Mode,确保 Enable Trace Check Mode 被勾选。在走线检查 流程中，可以选择检查所有信号网络、部分信号网络或者网络组(Net Gr。叩s)。可以通过 Prepare Nets步骤来选择需要检查的网络。本例釆用的是检查网络组。检查网络组会生成较详 细的阻抗和耦合检查结果。单击Optional： Setup Net Groups,出现Set...

还可以给这个Bus设置一个容易区分的名字，例如把这个Byte改为ByteO,这样就把 DQ0-DQ7, DM和DQS, DQS与Clock的总线关系设置好了。 重复以上操作，依次创建：DQ8〜DQ15、DM1信号；DQS1/NDQS1选通和时钟 CK/NCK的第2个字节Bytel,包括DQ16〜DQ23、DM2信号；DQS2/NDQS2选通和时钟 CK/NCK的第3个字节Byte2,包括DQ24〜DQ31、DM3信号；DQS3/NDQS3选通和时钟 CK/NCK的第4个字节Byte3。 开始创建地址、命令和控制信号，以及时钟信号的时序关系。因为没有多个Rank, 所以本例将把地...

DDR 规范的时序要求 在明确了规范中的 DC 和 AC 特性要求之后，下一步，我们还应该了解规范中对于信号的时序要求。这是我们所设计的 DDR 系统能够正常工作的基本条件。 在规范文件中，有很多时序图，笔者大致计算了一下，有 40 个左右。作为高速电路设计的工程师，我们不可能也没有时间去做全部的仿真波形来和规范的要求一一对比验证，那么哪些时序图才是我们关注的重点？事实上，在所有的这些时序图中，作为 SI 工程师，我们需要关注的只有两个，那就是规范文件的第 69 页，关于数据读出和写入两个基本的时序图（注意，这里的读出和写入是从 DDR 控制器，也即 FPGA 的角度来讲的）。...

DDR3信号质量问题及仿真解决案例随着DDR信号速率的升高，信号电平降低，信号质量问题也会变得突出。比如DDR1的数据信号通常用在源端加上匹配电阻来改善波形质量；DDR2/3/4会将外部电阻变成内部ODT；对于多负载的控制命令信号，DDR1/2/3可以在末端添加VTT端接，而DDR4则将采 用VDD的上拉端接。在CLK的差分端接及控制芯片驱动能力的选择等方面，可以通过仿真 来得到正确驱动和端接，使DDR工作时信号质量改善，从而增大DDRI作时序裕量。是否可以在已通过一致性测试的DDR3内存模块之间混搭？智能化多端口矩阵测试DDR3测试商家DDR（Double Data Rate）是一种常见的动...

DDR 规范解读 为了读者能够更好地理解 DDR 系统设计过程，以及将实际的设计需求和 DDR 规范中的主要性能指标相结合，我们以一个实际的设计分析实例来说明，如何在一个 DDR 系统设计中，解读并使用 DDR 规范中的参数，应用到实际的系统设计中。是某项目中，对 DDR 系统的功能模块细化框图。在这个系统中，对 DDR 的设计需求如下。 DDR 模块功能框图· 整个 DDR 功能模块由四个 512MB 的 DDR 芯片组成，选用 Micron 的 DDR 存储芯片 MT46V64M8BN-75。每个 DDR 芯片是 8 位数据宽度，构成 32 位宽的 2GBDDR 存...

DDR3一致性测试是一种用于检查和验证DDR3内存模块在数据操作和传输方面一致性的测试方法。通过进行一致性测试，可以确保内存模块在工作过程中能够按照预期的方式读取、写入和传输数据。 一致性测试通常涵盖以下方面： 电气特性测试：对内存模块的电压、时钟频率、时序等电气特性进行测试，以确保其符合规范要求。 读写测试：验证内存模块的读取和写入功能是否正常，并确保数据的正确性和一致性。 数据一致性检查：通过检查读取的数据与预期的数据是否一致来验证内存模块的数据传输准确性。 时序一致性测试：确认内存模块的时序设置是否正确，并检查内存模块对不同命令和操作的响应是否符合规范。...

浏览选择控制器的IBIS模型，切换到Bus Definition选项卡，单击Add按钮添加一 组新的Buso选中新加的一行Bus使其高亮，将鼠标移动到Signal Names下方高亮处，单击 出现的字母E,打开Signal列表。勾选组数据和DM信号，单击0K按钮确认。 同样，在Timing Ref下方高亮处，单击出现的字母E打开TimingRef列表。在这个列表 窗口左侧，用鼠标左键点选DQS差分线的正端，用鼠标右键点选负端，单击中间的“>>”按 钮将选中信号加入TimingRefs,单击OK按钮确认。 很多其他工具都忽略选通Strobe信号和时钟Clock信号之间的时序分析功...

单击View Topology按钮进入SigXplorer拓扑编辑环境，可以按前面161节反射 中的实验所学习的操作去编辑拓扑进行分析。也可以单击Waveforms..按钮去直接进行反射和 串扰的布线后仿真。 在提取出来的拓扑中，设置Controller的输出激励为Pulse,然后在菜单Analyze- Preferences..界面中设置Pulse频率等参数， 单击OK按钮退出参数设置窗口，单击工具栏中的Signal Simulate进行仿真分析， 在波形显示界面里，只打开器件U104 (近端颗粒)管脚上的差分波形进行查看, 可以看到，差分时钟波形边沿正常，有一些反射。...

还可以给这个Bus设置一个容易区分的名字，例如把这个Byte改为ByteO,这样就把 DQ0-DQ7, DM和DQS, DQS与Clock的总线关系设置好了。 重复以上操作，依次创建：DQ8〜DQ15、DM1信号；DQS1/NDQS1选通和时钟 CK/NCK的第2个字节Bytel,包括DQ16〜DQ23、DM2信号；DQS2/NDQS2选通和时钟 CK/NCK的第3个字节Byte2,包括DQ24〜DQ31、DM3信号；DQS3/NDQS3选通和时钟 CK/NCK的第4个字节Byte3。 开始创建地址、命令和控制信号，以及时钟信号的时序关系。因为没有多个Rank, 所以本例将把地...

LPDDR2 (低功耗 DDR2) : LPDDR2 釆用 HSUL_12 接口，I/O 口工作电压为 1.2V；时 钟信号频率为166〜533MHz；数据和命令地址(CA)信号速率333〜1066Mbps,并分别通过 差分选通信号和时钟信号的双沿釆样；控制信号速率为166〜533Mbps,通过时钟信号上升沿 采样；一般用于板载(Memory・down)设计，信号通常为点对点或树形拓扑，没有ODT功能。 LPDDR3 0氐功耗DDR3) : LPDDR3同样釆用HSUL_12接口，I/O 口工作电压为1.2V； 时钟信号频率为667〜1066MHz；数据和命令地址(CA)信号速率为1...

DDR 系统概述 DDR 全名为 Double Data Rate SDRAM ，简称为 DDR。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/写数据，因而其数据速率是标准 SDRAM 的两倍，至于地址与控制信号与传统 SDRAM 相同，仍在时钟上升沿进行数据判决。 DDR 与 SDRAM 的对比DDR 是一个总线系统，总线包括地址线、数据信号线以及时钟、控制线等。其中数据信号线可以随着系统吞吐量的带宽而调整，但是必须以字节为单位进行调整，例如，可以是 8 位、16 位、24 位或者 32 位带宽等。 所示的是 DDR 总线的系统...

使用SystemSI进行DDR3信号仿真和时序分析实例 SystemSI是Cadence Allegro的一款系统级信号完整性仿真工具，它集成了 Sigrity强大的 电路板、封装等互连模型及电源分布网络模型的提取功能。目前SystemSI提供并行总线分析 和串行通道分析两大主要功能模块，本章介绍其中的并行总线分析模块，本书第5章介绍串 行通道分析模块。 SystemSI并行总线分析(Parallel Bus Analysis)模块支持IBIS和HSPICE晶体管模型， 支持传输线模型、S参数模型和通用SPICE模型，支持非理想电源地的仿真分析。它拥有强 大的眼图、信号质量、信...

走线阻抗/耦合检查 走线阻抗/耦合检查流程在PowerSI和SPEED2000中都有，流程也是一样的。本例通过 Allegro Sigrity SI 启动 Trace Impedance/Coupling Check,自动调用 PowerSI 的流程。下面通过实例来介绍走线阻抗/耦合检查的方法。 启动 Allegro Sigrity SI,打开 DDR_Case_Check.brd。单击菜单 AnalyzeTrace Impedance/Coupling Check,在弹出的 SPDLINK Xnet Selection 窗口 中单击 OK 按钮。整个.brd 文件将被转换成....

还可以给这个Bus设置一个容易区分的名字，例如把这个Byte改为ByteO,这样就把 DQ0-DQ7, DM和DQS, DQS与Clock的总线关系设置好了。 重复以上操作，依次创建：DQ8〜DQ15、DM1信号；DQS1/NDQS1选通和时钟 CK/NCK的第2个字节Bytel,包括DQ16〜DQ23、DM2信号；DQS2/NDQS2选通和时钟 CK/NCK的第3个字节Byte2,包括DQ24〜DQ31、DM3信号；DQS3/NDQS3选通和时钟 CK/NCK的第4个字节Byte3。 开始创建地址、命令和控制信号，以及时钟信号的时序关系。因为没有多个Rank, 所以本例将把地...

每个 DDR 芯片独享 DQS，DM 信号；四片 DDR 芯片共享 RAS#，CAS#，CS#，WE#控制信号。·DDR 工作频率为 133MHz。·DDR 控制器选用 Xilinx 公司的 FPGA，型号为 XC2VP30_6FF1152C。得到这个设计需求之后，我们首先要进行器件选型，然后根据所选的器件，准备相关的设计资料。一般来讲，对于经过选型的器件，为了使用这个器件进行相关设计，需要有如下资料。 · 器件数据手册 Datasheet：这个是必须要有的。如果没有器件手册，是没有办法进行设计的（一般经过选型的器件，设计工程师一定会有数据手册）。 如何监控DDR3内存模块的温度进行...

单击Impedance Plot (expanded),展开显示所有网络走线的阻抗彩图。双击彩图 上的任何线段，对应的走线会以之前定义的颜色在Layout窗口中高亮显示。 单击Impedance Table,可以详细查看各个网络每根走线详细的阻抗相关信息，内 容包括走线名称、走线长度百分比、走线阻抗、走线长度、走线距离发送端器件的距离、走 线延时， 单击Impedance Overlay in Layout,可以直接在Layout视图中查看走线的阻抗。在 Layer Selection窗口中单击层名称，可以切换到不同层查看走线阻抗视图。 是否可以使用多个软件工具来执行DDR3内...

DDR3拓扑结构规划：Fly・by拓扑还是T拓扑 DDR1/2控制命令等信号，均采用T拓扑结构。到了 DDR3,由于信号速率提升，当负 载较多如多于4个负载时，T拓扑信号质量较差，因此DDR3的控制命令和时钟信号均釆用 Fly.by拓扑。下面是在某项目中通过前仿真比较2片负载和4片负载时，T拓扑和Fly-by拓 扑对信号质量的影响，仿真驱动芯片为Altera芯片，IBIS文件 为arria5.ibs, DDR颗粒为Micron颗粒，IBIS模型文件为v70s.ibs。 分别标示了两种拓扑下的仿真波形和眼图，可以看到2片负载 时，Fly-by拓扑对DDR3控制和命令信号的改善作用...