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端接電阻沒選對,DDR顆粒白費?

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發(fā)表于 2024-3-4 16:28:22 | 只看該作者 回帖獎勵 |正序瀏覽 |閱讀模式
高速先生成員--姜杰
端接可以解決很多反射問題,如果還有問題,有沒有一種可能是端接電阻阻值沒選對?

9 z" w1 H, u% p$ N' o

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對于點到點的拓撲,末端并聯(lián)電阻的阻值比較容易選擇,端接電阻阻值R與傳輸線特征阻抗一樣即可。

) L! j& w" q/ @. T5 u! R

3 y" `4 z/ Y( V
VTT為1V時,端接電阻R分別取30ohm,50ohm,70ohm的接收端電壓如下圖:

8 ?( b3 A# ~/ L0 m, X3 g% p9 e7 R
% e) T  }) z- R
可以發(fā)現(xiàn),R與傳輸線特征阻抗同樣都是50ohm時,接收端信號基本沒有反射。原因是接收器輸入阻抗通常很高,從信號的角度看,傳輸?shù)侥┒说男盘柛惺艿淖杩咕褪嵌私与娮璧淖柚,R與傳輸線特征阻抗的匹配消除了阻抗突變引起的反射。
不幸的是,目前的絕大多數(shù)DDR的地址控制信號都是一驅(qū)多的拓撲,于是,問題開始變的復(fù)雜。
明明DDR的數(shù)據(jù)信號速率更高,為啥要更關(guān)注DDR的地址控制信號?數(shù)據(jù)信號一般都是點到點的拓撲,而且大多有片上端接(ODT),走線拓撲簡單加上端接加持,信號質(zhì)量通常都比較有保障。而DDR的地址控制類信號的設(shè)計難度在于其拓撲的復(fù)雜性,一驅(qū)多的走線拓撲對信號質(zhì)量的影響太大,即便速率相比數(shù)據(jù)信號減半。

( n& O$ {7 q. z( Y/ M- t) M
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為了讓大家對端接電阻的作用感受更加明顯,我們選擇了一個難度較大的案例:一驅(qū)九的DDR4地址信號,速率1600Mbps。

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由于反射更容易在近端顆粒DRAM1/DRAM2處積累,該處的信號質(zhì)量更容易成為瓶頸。
方便對比,先看看不加端接的近端DRAM1信號。

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1 K- [6 v) U$ H
和預(yù)料的一樣,波形是雜亂的,眼圖是閉合的。
再來看看按照原設(shè)計的39ohm端接電阻,近端顆粒信號質(zhì)量有什么變化。

1 A. B3 \' d2 S0 @  ?" y
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顯而易見,波形質(zhì)量有了較大改善,眼睛也睜開了。但還是會有部分波形落在閾值電平(VIH:690mV;VIL:510mV)的區(qū)間內(nèi),這種情況下的時序大概率是Fail的。
下面掃描三種端接電阻阻值:25ohm,39ohm和51ohm,近端顆粒信號的波形對比如下:
' D4 G  G$ p8 z) T6 Y; Z5 R/ A1 r; F

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可以發(fā)現(xiàn),按照這三種阻值的從大變小,信號質(zhì)量是逐漸改善的。

' I! k) ]3 X) z

1 r3 p5 d' T% j  J
對眼圖的睜開程度進行對比,這種趨勢會看的更加明顯。

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為了能看的更清楚,將三個眼圖在時間軸上展開進行對比。
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2 X% W+ X/ H: D6 w3 i, ^
以閾值電平(VIH:690mV;VIL:510mV)作為判決標準,25ohm端接電阻的眼圖可以滿足要求,另外兩個則不達標。
當然了,這是個多負載的拓撲,其它DDR上的信號也需要關(guān)注。通過對比,高速先生發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象,同樣的阻值變化,遠端顆粒DRAM9上的信號質(zhì)量變化與近端顆粒正好相反。
+ d; R% K& s6 u

8 u$ Y1 I+ r) t/ J; o& a& J
好在遠端DDR由于更靠近端接電阻,信號裕量更大,因此可以“損有余而補不足”,即便選擇遠端波形最差的25ohm,眼圖也是可以滿足閾值電平要求的。
那是不是所有的一驅(qū)多DDR地址控制信號,隨著端接電阻阻值變化都有相同的趨勢呢?僅通過這一個案例,高速先生也無法給出一般性的結(jié)論。唯一可以肯定的是:前途是光明的,道路是曲折的,阻值是不確定的。拓撲越復(fù)雜,速率越高,就越有必要通過仿真確定最優(yōu)端接電阻阻值。
問題來了
大家知道的優(yōu)化DDR地址控制信號質(zhì)量的方法都有哪些?
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