DDR信號(hào)完整性仿真介紹（二）【轉(zhuǎn)發(fā)】

2018-04-10  by:CAE仿真在線(xiàn)  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

上篇文章我們對(duì)DDR做了一些基本的介紹,了解了DDR信號(hào)分組以及各組信號(hào)之間的長(zhǎng)度匹配關(guān)系。那么,一般什么情況我們需要仿真分析呢?作者認(rèn)為,多數(shù)情況下是我們的設(shè)計(jì)人員對(duì)這一塊的把握不大的時(shí)候,因?yàn)镈DR信號(hào)Net多,走線(xiàn)密度大,速率較高,DDR信號(hào)質(zhì)量直接關(guān)系到整塊板子的設(shè)計(jì)成敗。

閑話(huà)不多說(shuō),本期將通過(guò)幾個(gè)案例讓初學(xué)者對(duì)DDR仿真有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。DDR信號(hào)仿真分為信號(hào)質(zhì)量分析與時(shí)序分析,兩者的側(cè)重點(diǎn)不一樣。下面來(lái)看看,某設(shè)計(jì)人員DDR3布線(xiàn)繞完等長(zhǎng)之后,讓我們仿真,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖 1

從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)看,該設(shè)計(jì)是一個(gè)主控拖動(dòng)四片DDR顆粒,采用T型結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)分支等長(zhǎng)做的都很好,貌似沒(méi)什么問(wèn)題,但是仿真出來(lái)的波形卻是圖2這樣的:

圖 2

該波形電壓雖然都通過(guò)了門(mén)限電平,但是裕量很小,波形也是參差不齊,顯然不夠理想。我們這里僅僅仿真了單根信號(hào)的質(zhì)量,如果把串?dāng)_也考慮進(jìn)來(lái),波形就很難保證不出問(wèn)題。作者以前也仿真過(guò)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但是波形沒(méi)有這么糟糕啊。為了驗(yàn)證一下,作者把驅(qū)動(dòng)芯片的IBIS換了,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保持不變,結(jié)果得到的波形是這樣的,如圖3:

圖3

圖3信號(hào)質(zhì)量與圖2比起來(lái)要好一些,但結(jié)果不理想,過(guò)沖還是很大。其實(shí)這里,作者使用不同的IBIS模型,就是為了證明不同主控芯片輸出的波形是不一樣的。有時(shí)我們的Layout人員會(huì)有這樣一個(gè)疑問(wèn),改版的時(shí)候僅僅只是換了一塊主控芯片而已,PCB本身的布局沒(méi)有改版,甚至芯片管腳對(duì)應(yīng)的連接關(guān)系都沒(méi)變,板子上的布線(xiàn)完全不用再改動(dòng)了,這種想法是不對(duì)的,同一塊板子,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保持不變的情況,更換主控芯片,信號(hào)的質(zhì)量也會(huì)受到影響的,這時(shí)我們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須重新評(píng)估。

好了,造成圖2與圖3信號(hào)質(zhì)量不好的原因是什么呢?經(jīng)驗(yàn)豐富的網(wǎng)友們也許發(fā)現(xiàn)了,上面的T型結(jié)構(gòu)沒(méi)有做端接處理。同樣,作者也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題,結(jié)果加上端接電阻后,信號(hào)質(zhì)量得到了改善,如圖4所示:

圖4

再來(lái)看一個(gè)DDR3設(shè)計(jì)案例,某設(shè)計(jì)人員在數(shù)據(jù)信號(hào)中加入了串阻,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖5:

圖5

DDR3顆粒端有ODT功能,且有6種阻值可選,作者掃面這幾種模式得到的波形如圖6:

圖6

圖6的波形,在開(kāi)ODT的情況下波形裕量較小,DDR3本身帶有ODT功能啊,為什么還要加串阻呢?于是我果斷把串阻去掉,仿真波形如圖7

圖7

去掉串阻之后,波形的裕量更大了,且上升沿沒(méi)那么緩了。所以,對(duì)于有ODT功能的DDR顆粒,布線(xiàn)時(shí)不用加串阻,這樣不僅節(jié)省了元件,也節(jié)省了布線(xiàn)空間。

看來(lái)SI工程師是十分重要的哈,高速設(shè)計(jì)的成功離不開(kāi)SI工程師的努力。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不是一勞永逸的,什么驅(qū)動(dòng)芯片適合什么樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),需要仿真評(píng)估。仿真是一個(gè)不斷嘗試與探索的過(guò)程,它幫助我們找到互連與器件的最佳匹配。

ODT阻值選擇與接收端電壓幅值呈什么關(guān)系,為什么?

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