自动化DDR测试方案

时间:2024年04月27日 来源:

DDR应用现状随着近十年以来智能手机、智能电视、AI技术的风起云涌,人们对容量更高、速度更快、能耗更低、物理尺寸更小的嵌入式和计算机存储器的需求不断提高,DDRSDRAM也不断地响应市场的需求和技术的升级推陈出新。目前,用于主存的DDRSDRAM系列的芯片已经演进到了DDR5了,但市场上对经典的DDR3SDRAM的需求仍然比较旺盛。测试痛点测试和验证电子设备中的DDR内存,客户一般面临三大难题:如何连接DDR内存管脚;如何探测和验证突发的读写脉冲信号;配置测试系统完成DDR内存一致性测试。DDR规范里关于信号建立保持是的定义;自动化DDR测试方案

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DDR5的接收端容限测试

前面我们在介绍USB3.0、PCIe等高速串行总线的测试时提到过很多高速的串行总线由于接收端放置有均衡器,因此需要进行接收容限的测试以验证接收均衡器和CDR在恶劣信号下的表现。对于DDR来说,DDR4及之前的总线接收端还相对比较简单,只是做一些匹配、时延、阈值的调整。但到了DDR5时代(图5.19),由于信号速率更高,因此接收端也开始采用很多高速串行总线中使用的可变增益调整以及均衡器技术,这也使得DDR5测试中必须关注接收均衡器的影响,这是之前的DDR测试中不曾涉及的。 HDMI测试DDR测试PCI-E测试DDR总线利用率和读写吞吐率的统计;

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2.PCB的叠层(stackup)和阻抗对于一块受PCB层数约束的基板(如4层板)来说,其所有的信号线只能走在TOP和BOTTOM层,中间的两层,其中一层为GND平面层,而另一层为VDD平面层,Vtt和Vref在VDD平面层布线。而当使用6层来走线时,设计一种拓扑结构变得更加容易,同时由于Power层和GND层的间距变小了,从而提高了电源完整性。互联通道的另一参数阻抗,在DDR2的设计时必须是恒定连续的,单端走线的阻抗匹配电阻50Ohms必须被用到所有的单端信号上,且做到阻抗匹配,而对于差分信号,100Ohms的终端阻抗匹配电阻必须被用到所有的差分信号终端,比如CLOCK和DQS信号。另外,所有的匹配电阻必须上拉到VTT,且保持50Ohms,ODT的设置也必须保持在50Ohms。在DDR3的设计时,单端信号的终端匹配电阻在40和60Ohms之间可选择的被设计到ADDR/CMD/CNTRL信号线上,这已经被证明有很多的优点。而且,上拉到VTT的终端匹配电阻根据SI仿真的结果的走线阻抗,电阻值可能需要做出不同的选择,通常其电阻值在30-70Ohms之间。而差分信号的阻抗匹配电阻始终在100Ohms。

实际的电源完整性是相当复杂的,其中要考虑到IC的封装、仿真信号的切换频率和PCB耗电网络。对于PCB设计来说,目标阻抗的去耦设计是相对来说比较简单的,也是比较实际的解决方案。在DDR的设计上有三类电源,它们是VDD、VTT和Vref。VDD的容差要求是5%,而其瞬间电流从Idd2到Idd7大小不同,详细在JEDEC里有叙述。通过电源层的平面电容和用的一定数量的去耦电容,可以做到电源完整性,其中去耦电容从10nF到10uF大小不同,共有10个左右。另外,表贴电容合适,它具有更小的焊接阻抗。Vref要求更加严格的容差性,但是它承载着比较小的电流。显然,它只需要很窄的走线,且通过一两个去耦电容就可以达到目标阻抗的要求。由于Vref相当重要,所以去耦电容的摆放尽量靠近器件的管脚。然而,对VTT的布线是具有相当大的挑战性,因为它不只要有严格的容差性,而且还有很大的瞬间电流,不过此电流的大小可以很容易的就计算出来。终,可以通过增加去耦电容来实现它的目标阻抗匹配。在4层板的PCB里,层之间的间距比较大,从而失去其电源层间的电容优势,所以,去耦电容的数量将增加,尤其是小于10nF的高频电容。详细的计算和仿真可以通过EDA工具来实现。DDR测试系统和DDR测试方法与流程;

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DDRDIMM内存条测试处理内存条测试仪重要的部分是自动处理机。处理机一般采用镀金连接器以保证与内存条良好的电接触。在频率为266MHz时,2英寸长的连接器将会造成测试信号极大衰减。为解决上述难题,一种新型处理机面市了。它采用普通手动测试仪的插槽。测试仪可以模拟手动插入,平稳地插入待测内存条的插槽;一旦测试完成,内存条又可以平稳地从插槽中拔出。


克劳德高速数字信号测试实验室

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对于DDR2-800,这所有的拓扑结构都适用,只是有少许的差别。然而,也是知道的,菊花链式拓扑结构被证明在SI方面是具有优势的。对于超过两片的SDRAM,通常,是根据器件的摆放方式不同而选择相应的拓扑结构。图3显示了不同摆放方式而特殊设计的拓扑结构,在这些拓扑结构中,只有A和D是适合4层板的PCB设计。然而,对于DDR2-800,所列的这些拓扑结构都能满足其波形的完整性,而在DDR3的设计中,特别是在1600Mbps时,则只有D是满足设计的。自动化DDR测试方案

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