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發布日期:2022-10-14 點擊率:40
在現代高速數字電路的設計過程中,工程師總是不可避免的會與DDR或者DDR2,SDRAM打交道。DDR的工作頻率很高,因此,DDR的布線(或者Layout)也就成為了一個十分關鍵的問題,很多時候,DDR的布線直接影響著信號完整性。下面本文針對DDR的布線問題(Layout)進行討論。
信號引腳說明
VSS為數字地,VSSQ為信號地,若無特別說明,兩者是等效的。VDD為器件內核供電,VDDDQ為器件的DQ和I/O供電,若無特別說明,兩者是等效的。
對于DRAM來說,定義信號組如下:
印制電路板疊層,PCB Stackups
推薦使用6層電路板,分布如下:
一般來說,DQ,DQS和時鐘信號線選擇VSS作為參考平面,因為VSS比較穩定,不易受到干擾,地址/命令/控制信號線選擇VDD作為參考平面,因為這些信號線本身就含有噪聲。
電路板的可擴展性
根據JEDEC標準,不同容量的內存芯片一般引腳兼容,為了實現電路板的可擴展性,可以做如下處理,如128Mb與256Mb的兼容應用。
未用的DQ引腳
對于x16的DDR器件來說,未用的引腳要作一定的處理。例如x16的DDR來說,DQ15:DQ8未用,則處理如下,將相關的UDM/DQMH拉高用來屏蔽DQ線,DQ15:DQ8通過1~10k的電阻接地用來阻止迸發寫時的噪聲。
端接技術
串行端接,主要應用在負載DDR器件不大于4個的情況下。
對于雙向I/O信號來說,例如DQ,串行端接電阻Rs放置在走線的中間,用來抑制振鈴,過沖和下沖。
對于單向的信號來說,例如地址線,控制線,串行端接電阻放置在走線中間或者是信號的發送端,推薦放置在信號的發送端。
說明:DDR的CK與CK# 是差分信號,要用差分端接技術。
并行端接,主要應用在負載SDRAM器件大于4個,走線長度>2inch,或者通過仿真驗證需要并行端接的情況下。
并行端接電阻Rt取值大約為2Rs,Rs的取值范圍是10~33ohm,故Rt的取值范圍為22~66ohm。
如果有必要的話,所有DDR的數據,地址,命令,控制線都是SSTL_2接口,要使用single-ended Parallel Termination,如上圖。CKE也可以使用這種端接。
導線寬度和間距:
導線間距和導線寬度S1,S2,S3的定義如下:
導線寬度選擇為:
導線間距選擇:
幾點說明:
導線走線長度
所有DDR的差分時鐘線CK與CK#必須在同一層布線,誤差+-20mil,最好在內層布線以抑制EMI。如果系統有多個DDR器件的話,要用阻值100~200ohm的電阻進行差分端接。
(1) 若時鐘線的分叉點到DDR器件的走線長度<1000mil,要使用100~120ohm的差分端接,如下圖:
(2) 若時鐘線的分叉點到DDR器件的走線長度>1000mil,要使用200~240ohm的電阻差分端接,因為兩個200~240ohm的電阻并聯值正好為100~120ohm。如下圖所示。
去耦電容
參考電壓
對于較輕的負載(<4DDR器件),可使用下圖的方法:
對于較重的負載(>4 DDR器件),可使用IC來產生VREF。IC內部集成了兩種電壓VTT和VREF,其中VTT在重負載的情況下最高電流可達3.5A,平均電流為0A,VREF的電流比較小,一般只有3mA左右。
VREF走線控制
具體如下圖所示:
DDR的VTT設計
當數據線地址線負載較重時,VTT的暫態電流峰值可達到3.5A左右,這種暫態電流的平均值為0A。一些情況下不需要VTT技術(并行端接)。
VTT電壓的產生一般用IC,廠商包括:Intersilm Philips, Semiconductors, Fairchild, National, TI等等。
選用了IC實現VTT,推薦使用下面的原則:
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