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        一種改進(jìn)型的DDR2信號(hào)設(shè)計(jì)方法

        2014-01-29 08:36:42上海交通大學(xué)電子工程系曹孝文
        電子世界 2014年7期
        關(guān)鍵詞:上拉方案設(shè)計(jì)阻值

        上海交通大學(xué)電子工程系 曹孝文

        一種改進(jìn)型的DDR2信號(hào)設(shè)計(jì)方法

        上海交通大學(xué)電子工程系 曹孝文

        本文針對(duì)利用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的DDR2,其信號(hào)品質(zhì)不佳的問題,提出新的DDR2設(shè)計(jì)方案,并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證,根據(jù)仿真后得到的眼圖,調(diào)整設(shè)計(jì)方案,得出最優(yōu)的信號(hào)輸出,從而達(dá)到改善DDR2信號(hào)完整性的目的。

        DDR2;HyperLynx;仿真;信號(hào)完整性

        1.引言

        當(dāng)今時(shí)代,隨著時(shí)鐘頻率的提高,確定和解決信號(hào)完整性問題已越來越關(guān)鍵。有些單從邏輯角度來看正確的設(shè)計(jì),在實(shí)際的PCB設(shè)計(jì)中,若是對(duì)高速信號(hào)處理不當(dāng),可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗。所以,在設(shè)計(jì)伊始就要考慮信號(hào)完整性的問題。

        2.仿真準(zhǔn)備本文使用Mentor

        公司的HyperLynx8.1.1對(duì)DDR2進(jìn)行仿真,在完成PCB走線后,利用BoardSim對(duì)文中提出的DDR2設(shè)計(jì)方案進(jìn)行后仿驗(yàn)證。

        仿真需要的信息如下:

        Controller:mpc8567vtaujj(Freescale);M emory:MT47H64M16HR-3IT(Micron)時(shí)鐘頻率:266MHz仿真軟件:HyperLynx8.1.1疊層:PCB總層數(shù)16層,總厚度64mil.IBIS模型:104331880_mpc8567vtaujj_v1.ibs(controller)104332657_mt47h64m16hr-3it-h_v4.ibs(memory)

        3.仿真過程

        3.1 DQ信號(hào)

        采用傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的DDR2信號(hào),DQ信號(hào)的品質(zhì)不佳,如圖1所示。

        圖1 采用傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的DQ信號(hào)波形

        為了改善DQ信號(hào)的信號(hào)品質(zhì),本文提出如下的改進(jìn)方案:采用T拓?fù)洹?2ohm串阻位于controller和memory中間、50ohm的ODT。如圖2所示。

        圖2 本文中的DQ信號(hào)拓?fù)鋱D

        采用本文中的方案后,DQ信號(hào)的仿真結(jié)果如圖3所示。

        圖3 采用本文的設(shè)計(jì)方案后DQ信號(hào)波形

        從圖3可以看出,采用本文中提出的設(shè)計(jì)方案后,DQ信號(hào)的信號(hào)品質(zhì)明顯優(yōu)于采用傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的DQ信號(hào)的信號(hào)品質(zhì)。

        3.2 DQS信號(hào)

        采用傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的DQS信號(hào),其信號(hào)品質(zhì)不佳,如圖4所示。

        圖4 采用傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的DQS信號(hào)

        傳統(tǒng)方案中采用的是菊花鏈拓?fù)?,其最大的問題是stub太長(zhǎng),本文采用T型拓?fù)?,信?hào)stub明顯變短,如圖5所示。

        圖5 本文中DQS信號(hào)拓?fù)鋱D

        本文采取如下方案:22ohm串阻靠近c(diǎn)ontroller、T型拓?fù)洹?0ohm的ODT。信號(hào)波形如圖6所示。

        圖6 采用本文中的方案后DQS信號(hào)波形

        從圖4可以看出,采用本文設(shè)計(jì)的方案后,DQS信號(hào)品質(zhì)明顯優(yōu)于采用傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的DQS信號(hào)的信號(hào)品質(zhì)。

        3.3 Address&CMD&Ctrl信號(hào)

        采用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的Address&CMD&Ctrl信號(hào),其信號(hào)品質(zhì)不佳,如圖7所示。

        圖7 傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的Address&CMD&Ctrl信號(hào)的波形

        本文提出如下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖8所示。

        圖8 本文提出的Address&CMD&Ctrl信號(hào)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

        基于此T型拓?fù)?,搭配三種不同阻值的上拉電阻,對(duì)比信號(hào)品質(zhì)。

        圖9 三種不同阻值上拉電阻對(duì)應(yīng)信號(hào)波形

        從圖9可以看出,采用本文提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并且搭配22ohm上拉電阻,信號(hào)品質(zhì)得到明顯改善。

        4.結(jié)束語

        本文針對(duì)采用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的DDR2信號(hào),其信號(hào)品質(zhì)不佳的問題,通過改變DDR2信號(hào)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),ODT阻值,22ohm串阻的位置,上拉電阻的阻值等,來改善DDR2的信號(hào)品質(zhì)。最后,利用HyperLynx仿真軟件,對(duì)改進(jìn)的方案進(jìn)行后仿真驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明,本文中提出的DDR2設(shè)計(jì)方法,較之傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,確實(shí)改善了DDR2的信號(hào)品質(zhì)。

        [1]邵鵬.信號(hào)/電源完整性仿真分析與實(shí)踐[M].電子工業(yè)出版社,2013,04.

        [2]Geoff Lawday,David Ireland,Greg Edlund.A signal integrity engineer's companion:real-time test and measurement and design simulation.Prentice Hall.

        [3]肖洪濤,董惠,張磊.基于SI仿真的高速電路設(shè)計(jì)方法[C].全國電磁兼容學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,2006:217-220.

        [4]胡海欣.高速PCB板級(jí)信號(hào)完整性問題研究[D].長(zhǎng)沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2004.

        [5]閆富寶,景少玲,張剛.高速視頻監(jiān)控系統(tǒng)中DDR2布線仿真與分析[J].電視技術(shù),2013.

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