作者：一博科技高速先生自媒體成員 黃剛
有均衡的高速串行信號(hào)你們見(jiàn)多了，那有均衡的DDR信號(hào)你們見(jiàn)過(guò)嗎？來(lái)，高速先生帶你去領(lǐng)略下！
首先我們還是回顧下高速串行信號(hào)的相關(guān)概念。關(guān)于高速串行信號(hào)為什么需要各種均衡，我們?cè)谥暗奈恼拢ê芏嗥恼拢┒冀o大家介紹過(guò)很多了。其實(shí)總結(jié)來(lái)說(shuō)就是由于高速信號(hào)達(dá)到一定的速率后，鏈路本身的衰減會(huì)急劇增大，另外由碼型的不同帶來(lái)的ISI（碼間干擾）的影響也變得越來(lái)越大，這兩方面都嚴(yán)重影響了高速串行信號(hào)的性能。
當(dāng)然說(shuō)到影響，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是使得信號(hào)的眼圖張開(kāi)度降低甚至達(dá)到閉合狀態(tài)。下圖是我們?cè)谕粋�(gè)PCB通道下加入不同速率的信號(hào)在接收端的眼圖結(jié)果，由于鏈路高頻的衰減不斷增大，可以看到從1Gbps到25Gbps速率的傳輸范圍內(nèi)，眼圖從張開(kāi)得很大慢慢到閉合了。所以對(duì)于高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，各種均衡的配置就顯得非常有必要了，我們一般能看到在芯片的收發(fā)端配置了幾種常見(jiàn)的均衡，例如CTLE，F(xiàn)FE，DFE這些！關(guān)于高速信號(hào)的介紹就到這里，高速先生差點(diǎn)忘記本文其實(shí)主要想寫的是DDR仿真了！ 前面文章對(duì)DDR5標(biāo)配的速率也有了簡(jiǎn)單的介紹，它的起步基本是DDR4的天花板，也就是3200Mbps，然后中值配置是在4800Mbps到6400Mbps之間，根據(jù)協(xié)議文檔說(shuō)的，最高目前寫到了8400Mbps。在DDR5的均衡中，主要配置了接收端的DFE均衡模塊，說(shuō)到DFE均衡，它無(wú)非是在FFE這種線性的均衡基礎(chǔ)上加上了一個(gè)額外的判決功能。通過(guò)仔細(xì)閱讀DDR5協(xié)議，可以看到，DDR5的data信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)配置是一個(gè)4tap的DFE模塊。 好，關(guān)于協(xié)議和理論都太過(guò)枯燥，說(shuō)點(diǎn)仿真的東西吧。我們直接拿到DDR5的模型，來(lái)仿真看看DFE均衡對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的幫助哈。首先我們提取一根真實(shí)鏈路的data信號(hào)，把收發(fā)模型搭建好，如下所示：我們看到DDR5的顆粒模型的確存在了AMI的算法，也就是把DFE的模塊配置到接收模型里面去了。我們打開(kāi)這個(gè)AMI模型，的確能看到DFE模塊存在4tap的均衡參數(shù)可以調(diào)節(jié)。好，本文最重點(diǎn)的部分來(lái)了！那就是我們通過(guò)在這個(gè)提取的DDR5數(shù)據(jù)通道上傳輸不同的速率，來(lái)看看接收端的結(jié)果，尤其重點(diǎn)來(lái)看看均衡之后的結(jié)果。首先我們給的速率是3200Mbps，一個(gè)入門級(jí)的DDR5速率。在這個(gè)速率下，我們之前做的DDR4模塊在沒(méi)有DFE均衡的時(shí)候也是能成功保證的，從這個(gè)DDR5在這個(gè)速率下的仿真結(jié)果表明，DFE均衡在這個(gè)速率下幫助不大，或者說(shuō)在這個(gè)速率下其實(shí)可以不需要DFE均衡。那我們?cè)偬岣咚俾剩瑏?lái)到4800Mbps，看看這個(gè)速率下均衡前后的變化�？梢钥吹皆谶@個(gè)速率下，接收端的結(jié)果已經(jīng)慢慢開(kāi)始衰減了，同時(shí)也能看到均衡后的效果慢慢的凸顯出來(lái)了。那我們?cè)偬岣咚俾�，把�?shù)據(jù)信號(hào)的速率提高到6400Mbps，在這個(gè)速率下就可以清楚的看到均衡前基本上眼圖就很小了，但是通過(guò)DFE均衡后，眼圖明顯重新張開(kāi)，效果非常明顯。那我們最后把速率提高到協(xié)議的天花板，也就是8400Mbps這個(gè)level，這個(gè)速率其實(shí)已經(jīng)超過(guò)了很多我們熟知的高速串行信號(hào)了，例如USB3.0，PCIE3.0等。我們來(lái)看看在這個(gè)速率下均衡前后的差異哈。 從仿真結(jié)果上看，這就厲害了！DFE均衡居然能把一個(gè)基本上閉合的眼圖重新打開(kāi)，完完全全說(shuō)明了DFE均衡的作用，化腐朽為神奇哈！ 通過(guò)上述的仿真結(jié)果，相信大家也清晰的看到DDR5數(shù)據(jù)傳輸率的確有可能傳輸?shù)揭粋�(gè)驚人的水平，各位現(xiàn)在還在做DDR3或者DDR4的朋友們，有沒(méi)有沖動(dòng)想把你們的產(chǎn)品升下級(jí)到DDR5了呢？
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