使用SystemSI进行DDR3信号仿真和时序分析实例
SystemSI是Cadence Allegro的一款系统级信号完整性仿真工具,它集成了 Sigrity强大的 电路板、封装等互连模型及电源分布网络模型的提取功能。目前SystemSI提供并行总线分析 和串行通道分析两大主要功能模块,本章介绍其中的并行总线分析模块,本书第5章介绍串 行通道分析模块。
SystemSI并行总线分析(Parallel Bus Analysis)模块支持IBIS和HSPICE晶体管模型, 支持传输线模型、S参数模型和通用SPICE模型,支持非理想电源地的仿真分析。它拥有强 大的眼图、信号质量、信号延时测量功能和详尽的时序分析能力,并配以完整的测量分析报 告供阅读和存档。下面我们结合一个具体的DDR3仿真实例,介绍SystemSI的仿真和时序分 析方法。本实例中的关键器件包括CPU、4个DDR3 SDRAM芯片和电源模块, DDR3一致性测试期间是否会对数据完整性产生影响?北京DDR3测试信号完整性测试
至此,DDR3控制器端各信号间的总线关系创建完毕。单击OK按钮,在弹出的提示窗 口中选择Copy,这会将以上总线设置信息作为SystemSI能识别的注释,连同原始IBIS文件 保存为一个新的IBIS文件。如果不希望生成新的IBIS文件,则也可以选择Updateo
设置合适的 OnDie Parasitics 和 Package Parasiticso 在本例中。nDie Parasitics 选择 None, Package Parasitics使用Pin RLC封装模型。单击OK按钮保存并退出控制器端的设置。
On-Die Parasitics在仿真非理想电源地时影响很大,特别是On-Die Capacitor,需要根据 实际情况正确设定。因为实际的IBIS模型和模板自带的IBIS模型管脚不同,所以退出控制器 设置窗口后,Controller和PCB模块间的连接线会显示红叉,表明这两个模块间连接有问题, 暂时不管,等所有模型设置完成后再重新连接。 黑龙江DDR3测试保养DDR3一致性测试是否适用于特定应用程序和软件环境?
DDR 系统概述
DDR 全名为 Double Data Rate SDRAM ,简称为 DDR。DDR 本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高 SDRAM 的速度,它允许在时钟的上升沿和下降沿读/写数据,因而其数据速率是标准 SDRAM 的两倍,至于地址与控制信号与传统 SDRAM 相同,仍在时钟上升沿进行数据判决。 DDR 与 SDRAM 的对比DDR 是一个总线系统,总线包括地址线、数据信号线以及时钟、控制线等。其中数据信号线可以随着系统吞吐量的带宽而调整,但是必须以字节为单位进行调整,例如,可以是 8 位、16 位、24 位或者 32 位带宽等。 所示的是 DDR 总线的系统结构,地址和控制总线是单向信号,只能从控制器传向存储芯片,而数据信号则是双向总线。
DDR 总线的系统结构DDR 的地址信号线除了用来寻址以外,还被用做控制命令的一部分,因此,地址线和控制信号统称为地址/控制总线。DDR 中的命令状态真值表。可以看到,DDR 控制器对存储系统的操作,就是通过控制信号的状态和地址信号的组合来完成的。 DDR 系统命令状态真值表
还可以给这个Bus设置一个容易区分的名字,例如把这个Byte改为ByteO,这样就把 DQ0-DQ7, DM和DQS, DQS与Clock的总线关系设置好了。
重复以上操作,依次创建:DQ8〜DQ15、DM1信号;DQS1/NDQS1选通和时钟 CK/NCK的第2个字节Bytel,包括DQ16〜DQ23、DM2信号;DQS2/NDQS2选通和时钟 CK/NCK的第3个字节Byte2,包括DQ24〜DQ31、DM3信号;DQS3/NDQS3选通和时钟 CK/NCK的第4个字节Byte3。
开始创建地址、命令和控制信号,以及时钟信号的时序关系。因为没有多个Rank, 所以本例将把地址命令信号和控制信号合并仿真分析。操作和步骤2大同小异,首先新建一 个Bus,在Signal Names下选中所有的地址、命令和控制信号,在Timing Ref下选中CK/NCK (注意,不要与一列的Clock混淆,Clock列只对应Strobe信号),在Bus Type下拉框中 选择AddCmd,在Edge Type下拉框中选择RiseEdge,将Bus Gro叩的名字改为AddCmdo。 DDR3内存的一致性测试是否适用于特定应用程序和软件环境?
可以通过AllegroSigritySI仿真软件来仿真CLK信号。
(1)产品选择:从产品菜单中选择AllegroSigritySI产品。
(2)在产品选择界面选项中选择AllegroSigritySI(forboard)。
(3)在AllegroSigritySI界面中打开DDR_文件。
(4)选择菜单Setup-*Crosssection..,设置电路板层叠参数。
将DDRController和Memory器件的IBIS模型和文件放在当前DDR_文件的同一目录下,这样,工具会自动査找到目录下的器件模型。 DDR3一致性测试是否可以检测出硬件故障?甘肃DDR3测试销售
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单击Next按钮,出现Setup Trace Check Wizard窗口,确保网络组的所有网络都被选中, 单击Finish按钮。
单击Save File with Error Check保存文件,保存结束后,单击Start Simulation开始仿 真。仿真完成后,仿真结果包括Workflow中Results and Report的所有内容。如果在Setup Trace Check Parameters 的步骤 net selection 时选的是 check all signal nets 或者 check all enabled signal nets 模式,那么仿真结果只有 Net Impedance Summary 和 Net Co叩ling Summaryo
单击Net Impedance Summary,出现阻抗总结表格,包括网络序号、网络名称、无参 考平面的走线数目、回流不连续的走线数目、过孔数目、比较大阻抗值、小阻抗值、主导阻 抗值、主导阻抗走线长度百分比、走线总长度、走线延时。 北京DDR3测试信号完整性测试
有其特殊含义的,也是DDR体系结构的具体体现。而遗憾的是,在笔者接触过的很多高速电路设计人员中,很多人还不能够说清楚这两个图的含义。在数据写入(Write)时序图中,所有信号都是DDR控制器输出的,而DQS和DQ信号相差90°相位,因此DDR芯片才能够在DQS信号的控制下,对DQ和DM信号进行双沿采样:而在数据读出(Read)时序图中,所有信号是DDR芯片输出的,并且DQ和DQS信号是同步的,都是和时钟沿对齐的!这时候为了要实现对DQ信号的双沿采样,DDR控制器就需要自己去调整DQS和DQ信号之间的相位延时!!!这也就是DDR系统中比较难以实现的地方。DDR规范这样做的原因很简单,是要把逻辑设...