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使用了一個 DDR 的設計實例，來講解如何規劃并設計一個 DDR 存儲系統，包括從系統性能分析，資料準備和整理，仿真模型的驗證和使用，布局布線約束規則的生成和復用，一直到的 PCB 布線完成，一整套設計方法和流程。其目的是幫助讀者掌握 DDR 系統的設計思路和方法。隨著技術的發展，DDR 技術本身也有了很大的改變，DDR 和 DDR2 基本上已經被市場淘汰，而 DDR3 是目前存儲系統的主流技術。 并且，隨著設計水平的提高和 DDR 技術的普及，大多數工程師都已經對如何設計一個 DDR 系統不再陌生，基本上按照通用的 DDR 設計規范或者參考案例，在系統不是很復雜的情況下，都能夠一次...

重復以上步驟，分別對Meml?Mem4分配模型并建立總線時序關系，置完其中一個，單擊0K按鈕并在彈出窗口單擊Copy按鈕，將會同時更新其他Memory 模塊。 3.分配互連模型有3種方法可設置互連部分的模型：第1種是將已有的SPICE電路模型或S參數模型分配給相應模塊；第2種是根據疊層信息生成傳輸線模型；第3種是將互連模塊與印制電路板或封裝板關聯，利用模型提取工具按需提取互連模型。對前兩種方法大家比較熟悉，這里以第3種方法為例介紹其使用過程。 DDR3內存的一致性測試是否需要長時間運行？黑龍江DDR3測試故障 DDR4： DDR4釆用POD12接口，I/O 口工作電壓為1.2V；時...

容量與組織：DDR規范還涵蓋了內存模塊的容量和組織方式。DDR內存模塊的容量可以根據規范支持不同的大小，如1GB、2GB、4GB等。DDR內存模塊通常以多個內存芯片排列組成，其中每個內存芯片被稱為一個芯粒（die），多個芯粒可以組成密集的內存模塊。電氣特性：DDR規范還定義了內存模塊的電氣特性，包括供電電壓、電流消耗、輸入輸出電平等。這些電氣特性對于確保DDR內存模塊的正常工作和兼容性至關重要。兼容性：DDR規范還考慮了兼容性問題，確保DDR內存模塊能夠與兼容DDR接口的主板和控制器正常配合。例如，保留向后兼容性，允許支持DDR接口的控制器工作在較低速度的DDR模式下。DDR3內存的一致性測試...

單擊Impedance Plot (expanded),展開顯示所有網絡走線的阻抗彩圖。雙擊彩圖 上的任何線段，對應的走線會以之前定義的顏色在Layout窗口中高亮顯示。 單擊Impedance Table,可以詳細查看各個網絡每根走線詳細的阻抗相關信息，內 容包括走線名稱、走線長度百分比、走線阻抗、走線長度、走線距離發送端器件的距離、走 線延時， 單擊Impedance Overlay in Layout,可以直接在Layout視圖中查看走線的阻抗。在 Layer Selection窗口中單擊層名稱，可以切換到不同層查看走線阻抗視圖。 DDR3內存的一致性測試可以修復一致性問...

· 相關器件的應用手冊，ApplicationNote：在這個文檔中，廠家一般會提出一些設計建議，甚至參考設計，有時該文檔也會作為器件手冊的一部分出現在器件手冊文檔中。但是在資料的搜集和準備中，要注意這些信息是否齊備。 · 參考設計，ReferenceDesign：對于比較復雜的器件，廠商一般會提供一些參考設計，以幫助使用者盡快實現解決方案。有些廠商甚至會直接提供原理圖，用戶可以根據自己的需求進行更改。 · IBIS 文件：這個對高速設計而言是必需的，獲得的方法前面已經講過。 DDR3一致性測試期間可能發生的常見錯誤有哪些？內蒙古DDR3測試芯片測試為了改善地址信號多負載多層級...

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...

還可以給這個Bus設置一個容易區分的名字，例如把這個Byte改為ByteO,這樣就把 DQ0-DQ7, DM和DQS, DQS與Clock的總線關系設置好了。 重復以上操作，依次創建：DQ8?DQ15、DM1信號；DQS1/NDQS1選通和時鐘 CK/NCK的第2個字節Bytel,包括DQ16?DQ23、DM2信號；DQS2/NDQS2選通和時鐘 CK/NCK的第3個字節Byte2,包括DQ24?DQ31、DM3信號；DQS3/NDQS3選通和時鐘 CK/NCK的第4個字節Byte3。 開始創建地址、命令和控制信號，以及時鐘信號的時序關系。因為沒有多個Rank, 所以本例將把地...

有其特殊含義的，也是DDR體系結構的具體體現。而遺憾的是，在筆者接觸過的很多高速電路設計人員中，很多人還不能夠說清楚這兩個圖的含義。在數據寫入(Write)時序圖中，所有信號都是DDR控制器輸出的，而DQS和DQ信號相差90°相位，因此DDR芯片才能夠在DQS信號的控制下，對DQ和DM信號進行雙沿采樣:而在數據讀出(Read)時序圖中，所有信號是DDR芯片輸出的，并且DQ和DQS信號是同步的，都是和時鐘沿對齊的!這時候為了要實現對DQ信號的雙沿采樣，DDR控制器就需要自己去調整DQS和DQ信號之間的相位延時!!!這也就是DDR系統中比較難以實現的地方。DDR規范這樣做的原因很簡單，是要把邏輯設...

閉賦模型窗口，在菜單中選擇 Analyze-*Preferences..,在 InterconnectModels 項 目欄中設置與提取耦合線模型相關的參數，如圖1?125所示。改變Min Coupled Length的值為 lOOmil,也就是說當耦合線長度超過lOOmil時，按耦合模型提取，少于lOOmil時，按單線模 型提取。 單擊Via modeling setup按鈕，在過孔模型設置界面將Target Frequency設置成533 MHz (因為要仿真的時鐘頻率是533MHz)。 單擊OK按鈕，關閉參數設置窗口。在菜單中選擇Analyze-*Probe..,在...

走線阻抗/耦合檢查 走線阻抗/耦合檢查流程在PowerSI和SPEED2000中都有，流程也是一樣的。本例通過 Allegro Sigrity SI 啟動 Trace Impedance/Coupling Check,自動調用 PowerSI 的流程。下面通過實例來介紹走線阻抗/耦合檢查的方法。 啟動 Allegro Sigrity SI,打開 DDR_Case_Check.brd。單擊菜單 AnalyzeTrace Impedance/Coupling Check,在彈出的 SPDLINK Xnet Selection 窗口 中單擊 OK 按鈕。整個.brd 文件將被轉換成....

DDR 規范的 DC 和 AC 特性 眾所周知，對于任何一種接口規范的設計，首先要搞清楚系統中傳輸的是什么樣的信號，也就是驅動器能發出什么樣的信號，接收器能接受和判別什么樣的信號，用術語講，就是信號的DC和AC特性要求。 在DDR規范文件JEDEC79R2.odf的TABLE6:ELECTRICALCHARACTERISTICSANDDOOPERATINGCONDITIONS」中對DDR的DC有明確要求:VCC=+2.5v+0.2V，Vref=+1.25V+0.05VVTT=Vref+0.04V. 在我們的實際設計中，除了要精確設計供電電源模塊之外，還需要對整個電源系統進...

DDRhDDRl釆用SSTL_2接口，1/0 口工作電壓為2.5V；時鐘信號頻率為100?200MHz； 數據信號速率為200?400 Mbps,通過單端選通信號雙邊沿釆樣；地址/命令/控制信號速率為 100?200Mbps,通過時鐘信號上升沿采樣；信號走線都使用樹形拓撲，沒有ODT功能。 DDR2： DDR2釆用SSTL_18接口，I/O 口工作電壓為1.8V；時鐘信號頻率為200? 400MHz；數據信號速率為400?800Mbps,在低速率下可選擇使用單端選通信號，但在高速 率時需使用差分選通信號以保證釆樣的準確性；地址/命令/控制信號在每個時鐘上升沿釆樣的 情況下(1T模式)...

DDR 規范的 DC 和 AC 特性 眾所周知，對于任何一種接口規范的設計，首先要搞清楚系統中傳輸的是什么樣的信號，也就是驅動器能發出什么樣的信號，接收器能接受和判別什么樣的信號，用術語講，就是信號的DC和AC特性要求。 在DDR規范文件JEDEC79R2.odf的TABLE6:ELECTRICALCHARACTERISTICSANDDOOPERATINGCONDITIONS」中對DDR的DC有明確要求:VCC=+2.5v+0.2V，Vref=+1.25V+0.05VVTT=Vref+0.04V. 在我們的實際設計中，除了要精確設計供電電源模塊之外，還需要對整個電源系統進...

LPDDR2 (低功耗 DDR2) : LPDDR2 釆用 HSUL_12 接口，I/O 口工作電壓為 1.2V；時 鐘信號頻率為166?533MHz；數據和命令地址(CA)信號速率333?1066Mbps,并分別通過 差分選通信號和時鐘信號的雙沿釆樣；控制信號速率為166?533Mbps,通過時鐘信號上升沿 采樣；一般用于板載(Memory?down)設計，信號通常為點對點或樹形拓撲，沒有ODT功能。 LPDDR3 0氐功耗DDR3) : LPDDR3同樣釆用HSUL_12接口，I/O 口工作電壓為1.2V； 時鐘信號頻率為667?1066MHz；數據和命令地址(CA)信號速率為1...

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； 數據信號速率為1600?3200Mbps；數據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；數據和選通信號依舊使用點對點或樹形拓 撲，并支持動態ODT功能；也支持Write Leveling功能。 綜上所述，DDR1和DDR2的數據和地址等信號都釆用對稱的樹形拓撲；DDR3和DDR4的數據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，在芯片內為所有數據和選通信號設計了片上終端電阻ODT(OnDi...

DDR3拓撲結構規劃：Fly?by拓撲還是T拓撲 DDR1/2控制命令等信號，均采用T拓撲結構。到了 DDR3,由于信號速率提升，當負 載較多如多于4個負載時，T拓撲信號質量較差，因此DDR3的控制命令和時鐘信號均釆用 Fly.by拓撲。下面是在某項目中通過前仿真比較2片負載和4片負載時，T拓撲和Fly-by拓 撲對信號質量的影響，仿真驅動芯片為Altera芯片，IBIS文件 為arria5.ibs, DDR顆粒為Micron顆粒，IBIS模型文件為v70s.ibs。 分別標示了兩種拓撲下的仿真波形和眼圖，可以看到2片負載 時，Fly-by拓撲對DDR3控制和命令信號的改善作用...

創建工程啟動SystemSI工具，單擊左側Workflow下的LoadaNew/ExistingWorkspace菜單項,在彈出的WorkspaceFile對話框中選擇Createanewworkspace,單擊OK按鈕。在彈出的SelectModule對話框中選擇ParallelBusAnalysis模塊，單擊OK按鈕。選擇合適的License后彈出NewWorkspace對話框在NewWorkspace對話框中選擇Createbytemplate單選框，選擇個模板addr_bus_sparam_4mem,設置好新建Workspace的路徑和名字，單擊0K按鈕。如圖4-36所示，左側是W...

容量與組織：DDR規范還涵蓋了內存模塊的容量和組織方式。DDR內存模塊的容量可以根據規范支持不同的大小，如1GB、2GB、4GB等。DDR內存模塊通常以多個內存芯片排列組成，其中每個內存芯片被稱為一個芯粒（die），多個芯粒可以組成密集的內存模塊。電氣特性：DDR規范還定義了內存模塊的電氣特性，包括供電電壓、電流消耗、輸入輸出電平等。這些電氣特性對于確保DDR內存模塊的正常工作和兼容性至關重要。兼容性：DDR規范還考慮了兼容性問題，確保DDR內存模塊能夠與兼容DDR接口的主板和控制器正常配合。例如，保留向后兼容性，允許支持DDR接口的控制器工作在較低速度的DDR模式下。什么是DDR3內存的一致...

可以通過AllegroSigritySI仿真軟件來仿真CLK信號。 (1)產品選擇：從產品菜單中選擇AllegroSigritySI產品。 (2)在產品選擇界面選項中選擇AllegroSigritySI(forboard)。 (3)在AllegroSigritySI界面中打開DDR_case.brd文件。 (4)選擇菜單Setup-*Crosssection..,設置電路板層疊參數。 將DDRController和Memory器件的IBIS模型memorycontroller.ibs和memory.ibs文件放在當前DDR_case.brd文件的同一目錄下，這...

常見的信號質量包括閾值電平、Overshoot、Undershoot、Slew Rate> tDVAC等，DDRx 信號質量的每個參數JEDEC都給出了明確的規范。比如DDR3要求Overshoot和Undershoot 分別為0.4V,也就是說信號幅值P?P值應該在-0.4-1.9V,但在實際應用中由于不適合信號 端接使DDR信號質量變差，通過仿真就可以找出合適端接，使信號質量滿足JEDEC規范。 下面以DDR3 1066Mbps信號為例，通過一個實際案例說明DDR3信號質量仿真。 在本案例中客戶反映實測CLK信號質量不好。CLK信號從CUP (U100)出來經過4片 DDR3 (...

DDR信號的DC和AC特性要求之后，不知道有什么發現沒有?對于一般信號而言，DC和AC特性所要求(或限制)的就是信號的電平大小問題。但是在DDR中的AC特性規范中，我們可以注意一下，其Overshoot和Undershoot指向的位置，到底代表什么含義?有些讀者可能已經發現，是沒有辦法從這個指示當中獲得準確的電壓值的。這是因為，在DDR中，信號的AC特性所要求的不再是具體的電壓值，而是一個電源和時間的積分值。影面積所示的大小，而申壓和時間的積分值，就是能量!因此，對于DDR信號而言，其AC特性中所要求的不再是具體的電壓幅值大小，而是能量的大小!這一點是不同于任何一個其他信號體制的，而且能量信號...

瀏覽選擇控制器的IBIS模型，切換到Bus Definition選項卡，單擊Add按鈕添加一 組新的Buso選中新加的一行Bus使其高亮，將鼠標移動到Signal Names下方高亮處，單擊 出現的字母E,打開Signal列表。勾選組數據和DM信號，單擊0K按鈕確認。 同樣，在Timing Ref下方高亮處，單擊出現的字母E打開TimingRef列表。在這個列表 窗口左側，用鼠標左鍵點選DQS差分線的正端，用鼠標右鍵點選負端，單擊中間的“>>”按 鈕將選中信號加入TimingRefs,單擊OK按鈕確認。 很多其他工具都忽略選通Strobe信號和時鐘Clock信號之間的時序分析功...

至此，DDR3控制器端各信號間的總線關系創建完畢。單擊OK按鈕，在彈出的提示窗 口中選擇Copy,這會將以上總線設置信息作為SystemSI能識別的注釋，連同原始IBIS文件 保存為一個新的IBIS文件。如果不希望生成新的IBIS文件，則也可以選擇Updateo 設置合適的 OnDie Parasitics 和 Package Parasiticso 在本例中。nDie Parasitics 選擇 None, Package Parasitics使用Pin RLC封裝模型。單擊OK按鈕保存并退出控制器端的設置。 On-Die Parasitics在仿真非理想電源地時影響很大，特...

DDR信號的DC和AC特性要求之后，不知道有什么發現沒有?對于一般信號而言，DC和AC特性所要求(或限制)的就是信號的電平大小問題。但是在DDR中的AC特性規范中，我們可以注意一下，其Overshoot和Undershoot指向的位置，到底代表什么含義?有些讀者可能已經發現，是沒有辦法從這個指示當中獲得準確的電壓值的。這是因為，在DDR中，信號的AC特性所要求的不再是具體的電壓值，而是一個電源和時間的積分值。影面積所示的大小，而申壓和時間的積分值，就是能量!因此，對于DDR信號而言，其AC特性中所要求的不再是具體的電壓幅值大小，而是能量的大小!這一點是不同于任何一個其他信號體制的，而且能量信號...

創建工程啟動SystemSI工具，單擊左側Workflow下的LoadaNew/ExistingWorkspace菜單項,在彈出的WorkspaceFile對話框中選擇Createanewworkspace,單擊OK按鈕。在彈出的SelectModule對話框中選擇ParallelBusAnalysis模塊，單擊OK按鈕。選擇合適的License后彈出NewWorkspace對話框在NewWorkspace對話框中選擇Createbytemplate單選框，選擇個模板addr_bus_sparam_4mem,設置好新建Workspace的路徑和名字，單擊0K按鈕。如圖4-36所示，左側是W...

雙擊PCB模塊打開其Property窗口,切換到LayoutExtraction選項卡，在FileName處瀏覽選擇備好的PCB文件ddr3.spdo在ExtractionEngine下拉框里選擇PowerSL所小。SystemSI提供PowerSI和SPEED2000Generator兩種模型提取引擎。其中使用PowerSI可以提取包含信號耦合，考慮非理想電源地的S參數模型；而使用SPEED2000Generator可以提取理想電源地情況下的非耦合信號的SPICE模型。前者模型提取時間長，但模型細節完整，適合終的仿真驗證；后者模型提取快，SPICE模型仿真收斂性好，比較適合設計前期的快速仿真...

單擊View Topology按鈕進入SigXplorer拓撲編輯環境，可以按前面161節反射 中的實驗所學習的操作去編輯拓撲進行分析。也可以單擊Waveforms..按鈕去直接進行反射和 串擾的布線后仿真。 在提取出來的拓撲中，設置Controller的輸出激勵為Pulse,然后在菜單Analyze- Preferences..界面中設置Pulse頻率等參數， 單擊OK按鈕退出參數設置窗口，單擊工具欄中的Signal Simulate進行仿真分析， 在波形顯示界面里，只打開器件U104 (近端顆粒)管腳上的差分波形進行查看, 可以看到，差分時鐘波形邊沿正常，有一些反射。...

創建工程啟動SystemSI工具，單擊左側Workflow下的LoadaNew/ExistingWorkspace菜單項,在彈出的WorkspaceFile對話框中選擇Createanewworkspace,單擊OK按鈕。在彈出的SelectModule對話框中選擇ParallelBusAnalysis模塊，單擊OK按鈕。選擇合適的License后彈出NewWorkspace對話框在NewWorkspace對話框中選擇Createbytemplate單選框，選擇個模板addr_bus_sparam_4mem,設置好新建Workspace的路徑和名字，單擊0K按鈕。如圖4-36所示，左側是W...

那么在下面的仿真分析過程中，我們是不是可以就以這兩個圖中的時序要求作為衡量標準來進行系統設計呢?答案是否定的，因為雖然這個時序是規范中定義的標準，但是在系統實現中，我們所使用的是Micron的產品，而后面系統是否能夠正常工作要取決干我們對Micron芯片的時序控制程度。所以雖然我們通過閱讀DDR規范文件了解到基本設計要求，但是具體實現的參數指標要以Micron芯片的數據手冊為準。換句話說，DDR的工業規范是芯片制造商Micron所依據的標準，而我們設計系統時，既然使用了Micron的產品，那么系統的性能指標分析就要以Micron的產品為準。所以，接下來的任務就是我們要在Micron的DDR芯片...

DDR3（Double Data Rate 3）是一種常見的動態隨機存取存儲器（DRAM）標準，它定義了數據傳輸和操作時的時序要求。以下是DDR3規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。數據傳輸時序（Data Transfer Timing）tDQSS：數...