DDR1 布局注意事项 - DO 和 DONT

电器工程 记忆 布局 信号完整性 受控阻抗 DDR
2022-01-22 12:09:27

我是高速设计的新手。

在进入 DDR 之前,我最近了解了阻抗匹配以及它是如何完成的,同样我了解了长度匹配以及它是如何完成的。(迈向信号完整性的婴儿步骤)

现在,我需要在 50x40mm 内放置和布线一个 DDR 系统。我被要求分六层做。

在做这件事之前我必须学习什么?我目前用作参考的文档是来自FreeScale Semi 的 AN2582。坦白说,里面提到的很多术语和技术我都看不懂。

所以请清楚地列出要点,书籍和链接会有所帮助。

具体来说,我正在寻找有关以下方面的建议:

1.StackUp(Gnd, Power Plane location) 参考阻抗匹配(如有必要)

2.我必须遵循的路由原则:

2a)我的电路中需要长度匹配的信号是什么(详情如下)。有 3 到 4 个信号属于地址和数据组类别(让我更加困惑)。

2b) 关于地址、控制线的路由考虑。

3.完成整个设计后的清单。

在此处输入图像描述

在此处输入图像描述

在此处输入图像描述

第三个屏幕截图说明了来自处理器的信号。(请放大零件编号并耐心等待)

用作处理器时钟源的晶体是13Mhz(低速板不是吗?)

此时,我不知道上升时间。

提前致谢。

3个回答

我强烈建议您做的第一件事是购买高速数字设计:黑魔法手册读两遍,然后再读一遍:)

重要的一点。晶体频率在这里无关紧要,您需要知道相关线路上信号的速度(可能是晶体频率的许多倍)。更多的是驱动几乎所有信号完整性问题的实际上升/下降时间,而不是信号的数字频率。

为 DDR 设计并不是那么简单。即使您拥有超过 10,000 美元的仿真软件,高速设计也可能有点像“巫毒”艺术。换句话说,不要指望第一次就确定设计而不投入工作以了解所涉及的问题,检查清单真的不会解决问题。

我的意思是,你真的应该从阅读我链接的书开始。它将为您提供足够的背景知识,以使 AN2582 中的信息有意义(附注您在操作中链接了错误的 pdf)。它还可以让您了解在布局 PCB 时可能需要做出的设计权衡。

话虽如此,以下是我的想法:

路由指南:

需要考虑/避免的高级事项:

1) 单层布线,其下有一个坚实的地平面。避免像瘟疫一样的过孔。如果这不可能,DQ 和 ADDR 组是最关键的,首先路由它们,尝试仅将信号作为组移动到不同的层。

2) 确保阻抗与迹线匹配:50-60 欧姆,无论设计的“最佳”迹线宽度如何。注意差分线和单端线之间的差异,并适当匹配阻抗。

3)保持适当的信号间距(我认为3*信号线宽度是首选)。这将有助于限制信号之间的串扰。

4) 匹配所有相关信号/组(差分对、数据总线、地址总线等)的走线长度。尽量让所有走线保持大致相同的长度,也就是说,如果可以避免的话,您不希望地址组比数据组长 1 厘米。

5) 使用源终止。鉴于您的电路板尺寸和使用单个 ram ic,您可能不需要并行端接或 Vtt。

6)特别注意Vref,需要稳定:解耦好,有脂肪痕迹。对于单个 ram 模块,您可以使用简单的电阻分压器生成它。

7) 不要使用电阻组作为终端,使用单独的电阻。

8) 预计您需要在第一个原型上“玩”源端接电阻值。基本上在信号上放置一个示波器并尝试 (trace_impedance - 驱动器输出阻抗) = R 范围内的各种值。寻找产生最清晰信号的值(读取眼图)。

信号组:

它们是(注意:取自 AN2910,这是针对 64 位 + 8 位 ECC 模块的,您没有所有这些引脚):

数据组:MDQS(8:0),MDQS¯(8:0),MDM(8:0),MDQ(63:0),MECC(7:0)

地址/CMD 组:MBA(2:0),MA(15:0),MRAS¯,MCAS¯,MWE¯

控制组:MCS¯(3:0),MCKE(3:0),MODT(3:0)

时钟组:MCK(5:0)MCK¯(5:0)

叠起:

有很多方法可以做到这一点。美光在应用说明TN-46-14中推荐了 3 层或 4 层信号层的 6 层堆叠。

真正堆叠起来本身就是一个完整的主题,但如果您的设备上有“标准”设备分类,那么这些建议应该可以正常工作。

其他的东西:

我认为您的其余问题已在链接的 pdf 或 AN2582 中得到解答。AN2910中还有另一个清单

我使用 FPGA + DDR 的 DDR 设计失败了,但仍然不知道哪个部分失败了。如果所有其他引脚都有电阻,你为什么要留下没有电阻的地址线?cpu和ram之间的线长是多少?如果长度超过 2 英寸(5 厘米),则需要并行端接。在所有情况下,时钟差分对都需要 100ohm 端接。还是低功耗DDR?因为普通 DDR 芯片的供电电压为 2.5V,而且它们必须有 VRef 引脚,它必须是电源电压的一半(1.25V)。我建议您访问 www.micron.com,选择任何 DDR 内存芯片并转到文档选项卡,会有很多关于内存布局和其他问题的文档。

AN2826的清单似乎很容易理解:

  • 最小化 MPU 和 DDR SDRAM 之间的总走线长度。如果可能,走线长度应保持在 < 6 英寸(15 厘米)。这些组件可以而且应该尽可能靠近 MPU 放置,尤其是 DDR SDRAM 组件。
  • 每个 DQS、DM 和 DQ 信号走线组必须具有相同的负载和相似的布线,以保持时序和信号完整性。
  • 控制和时钟信号是点对点路由的。
  • 时钟、地址和命令信号的走线长度应匹配在 +/- 1.25cm (500mil) 以内。
  • 在与接地层相邻的层上布线 DDR 信号,以最大限度地减少噪声。
  • 在 SDRAM 下使用 VREF 平面。VREF 与 SDVDD 和 VSS (GND) 去耦。
  • 为避免串扰,请将地址和命令信号与数据和数据选通信号分开(即不同的路由层)。
  • 对命令/地址和数据/数据选通使用不同的电阻器组。
  • 使用单串联、单并联终端(推荐使用 25 ohm 串联和 50 ohm 并联值,但可以替换具有相似值的标准电阻器组)。
  • 串联终端应位于 MCF547x 和内存之间,但最靠近处理器。
  • 并行终端位于信号线的末端(靠近 DDR SDRAM)。
  • 0.1 uF、1nF 和 100pF 去耦电容器(COG 或 NPO 电介质)与终端电阻器组一起使用。