Уникальные технологии пробников для оценки целостности сигналов памяти DDR 1, 2 и 3

№ 6’2008
PDF версия
Технология памяти DDR DRAM (динамическое оперативное запоминающее устройство с удвоенной скоростью передачи данных) является наиболее популярной технологией, широко применяемой в компьютерах, автомобилях, сетевых устройствах, устройствах связи, а также в медицинских и бытовых приборах благодаря высокой производительности и сравнительно невысокой цене. Не так давно потребность в более быстрой и экономичной памяти привела к разработке новой технологии DDR, которая относится уже к третьему поколению таких устройств — DDR3. Может показаться, что разработка или обновление схем для работы с новой технологией DDR выполняется сравнительно просто, однако не следует недооценивать ее архитектурной сложности.

Технология памяти DDR DRAM (динамическое оперативное запоминающее устройство с удвоенной скоростью передачи данных) является наиболее популярной технологией, широко применяемой в компьютерах, автомобилях, сетевых устройствах, устройствах связи, а также в медицинских и бытовых приборах благодаря высокой производительности и сравнительно невысокой цене. Не так давно потребность в более быстрой и экономичной памяти привела к разработке новой технологии DDR, которая относится уже к третьему поколению таких устройств — DDR3. Может показаться, что разработка или обновление схем для работы с новой технологией DDR выполняется сравнительно просто, однако не следует недооценивать ее архитектурной сложности.

Обзор технологии DDR

Самая быстрая технология DDR3 обеспечивает скорость передачи 1,6 Гбит/с, что быстрее, чем USB 2.0 с ее 480 Мбит/с. Известно, что параллельные шины ведут себя не так хорошо, как последовательные, из-за взаимного влияния соседних линий. Кроме того, многие высокоскоростные сигналы передаются в дифференциальном виде, чтобы подавить синфазный шум. Однако технология DDR в этом смысле уникальна, потому что продолжает использовать параллельные несимметричные сигналы со скоростями передачи данных, превышающими скорость последовательных шин, не говоря уже о более жестких временных допусках. Если и эта сложность кажется вам недостаточной, добавьте сюда тот факт, что передача и прием данных между контроллером памяти и модулями DDR выполняется по одной и той же шине. Такие проблемы, как взаимовлияние, несогласованность сопротивления, электромагнитные помехи, джиттер и шум становятся более выраженными на шине памяти DDR.

Измеряя параметры сигналов DDR, уже нельзя пренебрегать влиянием осциллографического пробника. Снятие сигнала является фундаментальным фактором для получения точных и достоверных измерений, потому что высокое качество сигнала всегда начинается с хорошего пробника. Если измеряемые сигналы DDR имеют низкое качество, то все остальные факторы уже особой роли не играют. Плохой пробник может завалить фронты, исказить сигнал, вызвать «звон» сигнала и прочие нежелательные эффекты. А при снятии характеристик новых схем качество пробника особенно важно. Поскольку невозможно заранее предсказать характеристики новых схем DDR, необходимо иметь максимальную достоверность при первом измерении, чтобы точно оценить характер поведения сигнала.

Требования к пробникам для DDR

JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) определил электрические и временные характеристики DDR для контроллеров памяти и устройств DDR DRAM c привязкой к микросхемам DDR. Это значит, что для обеспечения точного соответствия этим спецификациям необходимо снимать сигнал непосредственно на корпусе BGA (корпус с шариковыми выводами) устройства DDR DRAM. Это позволит глубже проанализировать параметры сигнала при выполнении тестов на соответствие.

Можно предположить, что одного только соответствия спецификациям DDR недостаточно для того, чтобы полностью охарактеризовать контроллер памяти. И это действительно так, потому что контроллер памяти является интеллектуальной собственностью компании и обладает уникальными характеристиками. Для определения его параметров нужно снять сигналы прямо с микросхемы контроллера памяти, чтобы определить соответствие его собственным характеристикам. JEDEC оставил эти характеристики на откуп самим компаниям, но определил спецификации джиттера тактовой частоты, которым должен удовлетворять контроллер памяти.

Поскольку спецификации DDR общедоступны, основное внимание в этой статье уделяется проблеме снятия сигнала на DDR DRAM. Кроме этого, методы снятия сигнала и соответствующие рекомендации можно применить и для микросхемы контроллера памяти.

Современные проблемы снятия сигнала

Как известно, непосредственное снятие сигнала с выводов корпуса DDR BGA выполнить не так-то просто, поскольку все выводы скрыты под корпусом. Лучшее, что можно предложить в этом случае, — это снимать сигнал через проходные отверстия на задней стороне печатной платы, поскольку они располагаются в непосредственной близости от шариковых выводов DRAM.

Однако не все печатные платы имеют проходные отверстия, особенно если компоненты располагаются на обеих сторонах платы. В этом случае можно снимать сигнал в других точках, например, на печатных проводниках или на выводах компонентов для поверхностного монтажа, таких как резисторы и конденсаторы. И хотя выглядит это просто и понятно, снятие сигнала в этих точках снижает его качество. В этом случае часто возникают отражения, порождающие неоднородность фронтов. При этом вы получаете не истинные характеристики сигнала, а скорее характеристики с учетом отражений от компонентов. Если тот же самый сигнал снимается возле шариковых выводов DRAM, искажение отсутствует. Этот нежелательный эффект может отрицательно сказаться на измерениях крутизны фронтов и времени установки и удержания, потому что фронты с неравномерной крутизной сдвигают моменты пересечения порога.

Кроме того, снятие сигнала на печатных проводниках или компонентах не позволяет контролировать перекос временной диаграммы измеряемых сигналов. Время прохождения сигналов до точки снятия сигнала может быть разным, что вызывает перекос временной диаграммы. Если перекос возникает между сигналами, вы получите искаженную информацию о временных соотношениях. Существует два типа перекоса временной диаграммы, которые могут повлиять на сигналы (рис. 1). Первый из них, внутрисигнальный перекос, означает, что положительные и отрицательные сигналы дифференциальной пары, например, тактовой частоты, не совпадают друг с другом. Это порождает ложные ошибки измерения, такие как искажение скважности и смещение точки пересечения, хотя на самом деле сигнал хороший. Второй тип перекоса — это межсигнальный перекос, возникающий между разными сигналами, такими как сигналы тактовой частоты и адреса. И снова результаты измерения времени установки или удержания между этими сигналами могут быть истолкованы неправильно, как выходящие за пределы допустимых значений.

Внутрисигнальный и межсигнальный перекос временной диаграммы порождает ошибки измерения при снятии сигналов в неправильно выбранных местах

Во избежание описанных выше ошибок нужно предусмотреть специальные контрольные точки на печатной плате еще при ее проектировании. Это может решить некоторые проблемы снятия сигнала, но потребует больших усилий при проектировании и, вероятно, повысит стоимость производства. Эти точки надо разместить так, чтобы обеспечить минимальное отражение и одинаковую длину дорожек, что предотвратит перекос сигналов. Однако это создает другие проблемы. По сути дела, контрольные точки представляют собой отводы сигналов DDR. Как известно, отвод создает дополнительную нагрузку, приводя к завалу фронтов и искажению формы, что может принести больше вреда, чем пользы.

Решение проблемы снятия сигнала с корпуса BGA

Одно из решений перечисленных проблем заключается в применении адаптера-пробника DDR BGA (рис. 2). Адаптер-пробник BGA представляет собой тонкое крепежное приспособление, которое вставляется между микросхемой DRAM и печатной платой, поскольку оно имеет соответствующую совместимую конструкцию с верхней и нижней стороны. При этом сигналы с шариковых выводов DRAM проходят в верхнюю часть адаптера-пробника BGA, где к ним можно подключать пробники осциллографа. Этот метод предоставляет непосредственный доступ кшариковым выводам DRAM и обеспечивает полное соответствие требованиям спецификаций DDR.

Адаптеры-пробники DDR2 и DDR3 BGA со встроенными резисторами гарантируют высокую точность измерения сигналов

Печатные проводники адаптера-пробника BGA имеют одинаковую длину, поэтому между сигналами не возникает перекосов. Встроенные резисторы, установленные возле выводов DDR внутри адаптера-пробника BGA, обеспечивают развязку между цепями пробника и сигналами DDR. Это снижает емкостную нагрузку отводов и головок пробника, сохраняя высокую скорость работы интерфейса DDR и не оказывая вредного влияния на качество сигнала. В результате сигналы, полученные с такого пробника, максимально соответствуют реальным сигналам.

Амплитудно-частотная характеристика системы снятия сигнала

Не надо забывать, что и сама система снятия сигнала влияет на результаты измерений, и при этом ее характеристики складываются из характеристик осциллографа и пробника. Если любой из этих компонентов не удовлетворяет необходимым требованиям, точность результатов снижается. Таким образом, ключевым параметром системы снятия сигнала является равномерность ее АЧХ. В сущности, сигнал DDR представляет собой цифровой сигнал, состоящий из синусоид разной частоты. Следовательно, система снятия сигнала с равномерной АЧХ гарантирует высокую точность измерений, равномерно усиливая все синусоидальные компоненты сигнала. Неравномерная АЧХ может привести к чрезмерному подавлению или усилению отдельных частотных составляющих, создавая выбросы, провалы и даже «звоны» сигнала.

Не все производители осциллографов указывают параметры АЧХ, тем не менее, существуют способы проверки АЧХ осциллографа и пробника. Один из простых способов заключается в том, чтобы подключить к пробнику и осциллографу выход генератора синусоиды, затем выполнить свипирование синусоидального сигнала и применить к входному сигналу осциллографа быстрое преобразование Фурье (FFT), чтобы проверить равномерность АЧХ.

Поскольку сигналы подвергаются воздействию шумов, рекомендуется максимально ограничивать полосу во время снятия сигнала, чтобы на результаты измерения не влиял шум осциллографа. Некоторые производители осциллографов предусматривают функцию ограничения полосы, чтобы обеспечить максимальную точность и воспроизводимость измерений.

Наконечник пробника представляет собой сложную микроволновую цепь, а это означает, что идеальное снятие сигнала вообще невозможно из-за влияния собственной емкости пробника (рис. 3). Для обеспечения максимальной точности измерения следите за тем, чтобы сигнал, измеренный с помощью пробника, максимально совпадал с сигналом прямого подключения SMA. Пробник с большой емкостью может вызвать значительный завал фронтов или, что еще хуже, изменить истинные характеристики сигналов. Хорошим показателем влияния пробника является его номинальная емкость. Некоторые современные дифференциальные активные пробники обеспечивают полосу измерения 13 ГГц при емкости менее 0,21 пФ, и их настоятельно рекомендуется применять для снятия сигнала сигналов DDR.

Проверка характеристик системы снятия сигнала

Заключение

По мере того, как скорости передачи данных стремительно растут, мы не можем больше игнорировать влияние пробников на сигналы DDR. Традиционные пробники не могут гарантировать той точности измерений, которая нам нужна. Однако уже предложены новые решения, обеспечивающие удобство и высокое качество сигнала, позволяющие замерить истинные характеристики сигналов DDR. Понимание требований, предъявляемых к снятию сигнала, и выбор правильного решения является ключевым фактором успешного проведения измерений параметров DDR и обеспечения полной уверенности в достоверности результата.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *