通常测量眼图很有效的一种方法就是使用示波器的眼图测量功能,即用时钟做触发对数 据信号进行累积,看累积结果的差情况是否在可以容许的范围内。但遗憾的是,想用这种 方法直接测量DDR的信号质量非常困难,因为DDR信号读写时序是不一样的。
可以看到,写数据(DQ)的跳变位置对应着锁存信号(DQS)的中心,而 读数据的跳变位置却对应着锁存信号的边沿,而且在总线上还有三态,因此如果直接用DQS 触发对DQ累积进行眼图测量的话,会得到的结果。 DDR4 和 LPDDR4 一致性测试应用软件提供了多种可以简化设计验证的关键功能。广东测试服务DDR一致性测试
DDR简介与信号和协议测试
DDR/LPDDR简介
目前在计算机主板和各种嵌入式的应用中,存储器是必不可少的。常用的存储器有两 种: 一种是非易失性的,即掉电不会丢失数据,常用的有Flash(闪存)或者ROM(Read-Only Memory),这种存储器速度较慢,主要用于存储程序代码、文件以及长久的数据信息等;另 一种是易失性的,即掉电会丢失数据,常用的有RAM(Random Access Memory,随机存储 器),这种存储器运行速度较快,主要用于程序运行时的程序或者数据缓存等。图5.1是市 面上一些主流存储器类型的划分。 广东设备DDR一致性测试DDR4 总线物理层仿真测试和协议层的测试方案;
大部分的DRAM都是在一个同步时钟的控制下进行数据读写,即SDRAM(Synchronous Dynamic Random -Access Memory) 。SDRAM根据时钟采样方式的不同,又分为SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM)和DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM) 。SDR SDRAM只在时钟的上升或者下降沿进行数据采样,而DDR SDRAM在时钟的上升和下降 沿都会进行数据采样。采用DDR方式的好处是时钟和数据信号的跳变速率是一样的,因 此晶体管的工作速度以及PCB的损耗对于时钟和数据信号是一样的。
DDR4/5与LPDDR4/5 的信号质量测试
由于基于DDR颗粒或DDR DIMM的系统需要适配不同的平台,应用场景千差万别, 因此需要进行详尽的信号质量测试才能保证系统的可靠工作。对于DDR4及以下的标准 来说,物理层一致性测试主要是发送的信号质量测试;对于DDR5标准来说,由于接收端出 现了均衡器,所以还要包含接收测试。
DDR信号质量的测试也是使用高带宽的示波器。对于DDR的信号,技术规范并没有 给出DDR信号上升/下降时间的具体参数,因此用户只有根据使用芯片的实际快上升/ 下降时间来估算需要的示波器带宽。通常对于DDR3信号的测试,推荐的示波器和探头的带宽在8GHz;DDR4测试建议的测试系统带宽是12GHz;而DDR5测试则推荐使用 16GHz以上带宽的示波器和探头系统。 DDR3和 DDR4设计分成几个方面:仿真、有源信号验证和功能测试。用于电气物理层、协议层和功能测试解决方案。
DDR-致性测试探测和夹具
DDR的信号速率都比较高,要进行可靠的测量,通常推荐的探头连接方式是使用焊接式 探头。还有许多很难在PCB板上找到相应的测试焊盘的情况(比如釆用盲埋孔或双面BGA 焊接的情况),所以Agilent还提供了不同种类的BGA探头,通过对板子做重新焊接将BGA 的Adapter焊接在DDR的memory chip和PCB板中间,并将信号引出。DDR3的 BGA探头的焊接例子。
DDR是需要进行信号完整性测试的总线中复杂的总线,不仅走线多、探测困难,而且 时序复杂,各种操作交织在一起。本文分别从时钟、地址、命令、数据总线方面介绍信号完 整性一致性测试的一些要点和方法,也介绍了自动化测试软件和测试夹具,但是真正测试DDR 总线仍然是一件比较有挑战的事情。 DDR4 电气一致性测试应用软件。海南DDR一致性测试方案
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DDR规范没有定义模板,这给用眼图方式分析信号时判断信号是否满足规范要求带来挑战。有基于JEDEC规范定义的,ds、,dh、-H(ac)min和rIL(ac)max参数,得出的DDR2533写眼图的模板,中间的区域就是模板,中间的线是DQS的有效边沿即有效的上升沿或下降沿。严格按规范来说的话,中间的模板应该定义为横着的梯形,因为保持时间是相对于DC参数的,不过用长方形可以定义一个更严格的参数要求。
DDR总线一致性测试对示波器带宽的要求
因为Jedec规范没有给岀DDR具体的快的上升、下降时间,通过预估的方式可以得岀 快的边沿时间,但是往往比实际要快,是基于实际PCB板材的情况得出的结果,有 了这个结果可计算出需要的示波器带宽。 广东测试服务DDR一致性测试
由于读/写时序不一样造成的另一个问题是眼图的测量。在DDR3及之前的规范中没 有要求进行眼图测试,但是很多时候眼图测试是一种快速、直观衡量信号质量的方法,所以 许多用户希望通过眼图来评估信号质量。而对于DDR4的信号来说,由于时间和幅度的余量更小,必须考虑随机抖动和随机噪声带来的误码率的影响,而不是做简单的建立/保 持时间的测量。因此在DDR4的测试要求中,就需要像很多高速串行总线一样对信号叠加 生成眼图,并根据误码率要求进行随机成分的外推,然后与要求的小信号张开窗口(类似 模板)进行比较。图5 . 8是DDR4规范中建议的眼图张开窗口的测量方法(参考资料: JEDEC STAN...