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        一種兼容LPDDR4 內(nèi)存條和DDR4 內(nèi)存條的方法

        2022-01-06 02:20:08邱文清
        大科技 2022年3期
        關鍵詞:內(nèi)存條主板內(nèi)存

        邱文清

        (福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司,福建 福州 350000)

        0 引言

        目前筆記本的內(nèi)存條主要采用DDR4 顆粒來生產(chǎn),極少采用LPDDR4 顆粒來生產(chǎn)內(nèi)存條,LPDDR4 顆粒由于功耗低、體積小,主要采用貼片的工藝應用于主板上。由于DDR4 顆粒和LPDDR4顆粒的物料價格是隨市場行情波動的,經(jīng)常存在相同容量的DDR4 顆粒和LPDDR4 顆粒的價格不同,因此產(chǎn)生了使用成本更低的顆粒來生成內(nèi)存條的需求

        但是,LPDDR4 內(nèi)存條和DDR4 內(nèi)存條的供電需求不同,LPDDR4 內(nèi)存條的VDDQ 引腳需要1.1V 電壓,VPP 引腳需要1.8V 電壓,DDR4 內(nèi)存條的VDDQ 引腳需要1.2V 電壓,VPP 引腳需要2.5V 電壓;傳統(tǒng)的主板內(nèi)存槽并不能自適應匹配兩種內(nèi)存條。因此,如何提供一種自適應匹配LPDDR4 內(nèi)存條和DDR4 內(nèi)存條的裝置,實現(xiàn)自適應匹配LPDDR4 內(nèi)存條和DDR4 內(nèi)存條,成為一個亟待解決的問題。

        1 設計總體思路

        該設計要解決的技術問題,在于提供一種自適應匹配LPDDR4 內(nèi)存條和DDR4 內(nèi)存條的裝置主板,實現(xiàn)自適應匹配LPDDR4 內(nèi)存條(見圖1)和DDR4 內(nèi)存條(見圖2)。

        圖1 LPDDR4 SODIMM 條

        圖2 DDR4 SODIMM 條

        1.1 總體思路

        主板裝置內(nèi)存槽由260pin 組成,其中第87pin 和第100pin來識別插入的內(nèi)存條類型,LPDDR4 內(nèi)存條的第87pin 和第100pin 設計置低,DDR4 內(nèi)存條第87pin 和第100pin 設計為NC;當LPDDR4 內(nèi)存條接入時,主板SODIMM01 的一側第87pin 和第100pin 拉低,信號DDR_SEL0 及LPD4-DET0 置低,這兩根信號主要來控制VDDQ 和VPP 電平的切換。①DDR_SEL0 信號置低,PMIC(U27)會把VDDQ 設置1.1V,滿足LPDDR4 供電;②LPD4-DET0 置低,通過MOS 管外圍供電切換電路,使VPP 的供電源頭+VSWIN 會切換為+V1.8A,此時PMIC(U27)會輸出VPP切換為1.8V,滿足LPDDR4 時序要求。

        當DDR4 內(nèi)存條接入時,DDR_SEL0 及LPD4-DET0 此時為NC,PMIC 會把VDDQ 設置1.2V,滿足DDR4 供電,同時外圍供電切換電路,使VPP 的供電源頭+VSWIN 會切換為+V3.3A,此時PIMC(U27)會輸出VPP 切換為2.5V,滿足DDR4 時序要求,從而實現(xiàn)不管接入的是哪一種類型內(nèi)存條都可自適應。目前設計的邏輯只要有一個SODIMM 槽上插入LPDDR4 內(nèi)存條,供電即會切換為LPDDR4 模式,設計為雙槽應用(見圖3)。

        圖3 新型外圍供電電路的電路

        1.2 具體實施方法

        該設計有幾部分組成:首先主板內(nèi)存槽第87pin 和第100pin來判斷接入內(nèi)存條這兩個pin 的狀態(tài)是置低(見圖4)還是空閑(見圖5),置低說明接入時LPDDR4 條,空閑說明接入是DDR4條;其次外圍電路控制VPP 的輸出電壓原理設計見圖6、圖7;滿足供電和時序要求,具體實施方式:

        圖4 LPDDR4 內(nèi)存條第87pin 和第100pin 設置置低

        圖5 DDR4 內(nèi)存條第87pin 和第100pin 設置空閑

        圖6 新型電源管理電路的電路圖(一)

        內(nèi)存條(DDR4 顆粒)金手指87pin 和100pin 設計NC,內(nèi)存條(LPDDR4 顆粒)金手指87pin 和100pin 設計置低。

        LPDDR4 內(nèi)存條接入時,主板內(nèi)存槽一側87pin 及100pin 拉低,此時DDR_SEL0 及LPD4-DET0 兩根信號置低,當DDR_SEL0 置低,PMIC(U27)會把VDDQ 設置為1.1V;當LPD4-DET0 置低,通過電路設計圖7 Q21 Q25 不導通,Q17 導通,輸出+VSWIN 為+V1.8A,故VPP 輸出1.8V。

        DDR4 內(nèi)存條接入時,主板內(nèi)存槽一側87pin 及100pin NC,定義此時DDR_SEL0 及LPD4-DET0 兩根信號置高,當DDR_SEL0 置高,PMIC(U27)會把VDDQ 設置為1.2V(見圖7),當LPD4-DET0 置高,通過電路設計(見圖7)Q21 Q25 導通,Q17不導通,輸出+VSWIN 為+V3.3A,VPP 輸出2.5V,最終實物(見圖1)。

        圖7 新型電源管理電路的電路圖(二)

        1.3 技術點

        主板端實現(xiàn)LPDDR4 SODIMM 內(nèi)存及DDR4 SODIMM 內(nèi)存兼容,首先技術上滿足如下2 點。

        (1)每個SODIMM 增加4 根SOC 引出的LPDDR4 內(nèi)存控制信號,原為NC。

        MEM_CH0_CKE1B(SOC BG54)CONNECT TO SODIMM0 PIN104

        MEM_CH0_CKE0B(SOC BH54)CONNECT TO SODIMM0 PIN105

        MEM_CH0_CS1A (SOC BL44)CONNECT TO SODIMM0 PIN162

        MEM_CH0_CS0B (SOC BJ42) CONNECT TO SODIMM0 PIN165

        MEM_CH1_CKE1B(SOC BL12) CONNECT TO SODIMM1 PIN104

        MEM_CH1_CKE0B (SOC BJ13) CONNECT TO SODIMM1 PIN105

        MEM_CH1_CS1A (SOC BG2) CONNECT TO SODIMM1 PIN162

        MEM_CH1_CS0B (SOC BF1) CONNECT TO SODIMM1 PIN165

        (2)LPDDR4 與DDR4 在供電電壓(VDDQ)及時序電壓(VPP)上不一樣,需要解決主板上電源電壓可以自適應切換。

        2 改善

        改善主要在BIOS 的SPD 設置上,LPDDR4 內(nèi)存條不能做到像DDR4 內(nèi)存條那樣,SPD 信息自適配能力,LPDDR4 內(nèi)存條在不同顆粒容量大小設置不同且單一設置,已驗證使用的是單顆2GB,一根內(nèi)存條貼2 片顆粒,總容量4GB,主要設置信息如下:

        RankSize = 1024, DQBusWidth = 32, DeviceWidth = 2, Dram-Density[2] = 8 |

        DIMM0 Memory Size: 2048, System Mem 2048 in MB

        windy_debug_memory glk BxtSeries=3

        RankSize = 1024, DQBusWidth = 32, DeviceWidth = 2, Dram-Density[2] = 8 |

        DIMM1 Memory Size: 2048, System Mem 4096 in MB

        不足為BIOS 部分,使用DDR4 內(nèi)存條的主板如果要使用LPDDR4 不同容量的內(nèi)存,BIOS 要重新配置燒錄否則無法開機。

        后續(xù)完善可以讓BIOS 工程師做開發(fā)兼容,解決手動燒錄問題。

        3 結論

        該設計可產(chǎn)出的效益:半導體內(nèi)存顆粒是行情物料,根據(jù)市場行情調(diào)整價格,經(jīng)常出現(xiàn)兩種不同顆粒同容量存在差價,該設計可以應用及平衡在不同行情時期選擇最低成本方案。如某企業(yè)一年用30 萬條DDR4 內(nèi)存條,兩種不同顆粒組成價格相差3美元(約19.10 元人民幣),一年原材料成本可節(jié)省90 萬美元(約573.126 萬元人民幣),直接帶來企業(yè)的成本效益,使產(chǎn)品更具有市場競爭力。

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