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DDR 规范解读

为了读者能够更好地理解 DDR 系统设计过程，以及将实际的设计需求和 DDR 规范中的主要性能指标相结合，我们以一个实际的设计分析实例来说明，如何在一个 DDR 系统设计中，解读并使用 DDR 规范中的参数，应用到实际的系统设计中。是某项目中，对 DDR 系统的功能模块细化框图。在这个系统中，对 DDR 的设计需求如下。

DDR 模块功能框图· 整个 DDR 功能模块由四个 512MB 的 DDR 芯片组成，选用 Micron 的 DDR 存储芯片 MT46V64M8BN-75。每个 DDR 芯片是 8 位数据宽度，构成 32 位宽的 2GBDDR 存储单元，地址空间为 Add<13..0>，分四个 Bank，寻址信号为 BA<1..0>。

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每个 DDR 芯片独享 DQS，DM 信号；四片 DDR 芯片共享 RAS#，CAS#，CS#，WE#控制信号。·DDR 工作频率为 133MHz。·DDR 控制器选用 Xilinx 公司的 FPGA，型号为 XC2VP30_6FF1152C。得到这个设计需求之后，我们首先要进行器件选型，然后根据所选的器件，准备相关的设计资料。一般来讲，对于经过选型的器件，为了使用这个器件进行相关设计，需要有如下资料。

· 器件数据手册 Datasheet：这个是必须要有的。如果没有器件手册，是没有办法进行设计的（一般经过选型的器件，设计工程师一定会有数据手册）。 智能化多端口矩阵测试DDR3测试修理DDR3一致性测试是否可以修复一致性问题？

DDR 规范的时序要求

在明确了规范中的 DC 和 AC 特性要求之后，下一步，我们还应该了解规范中对于信号的时序要求。这是我们所设计的 DDR 系统能够正常工作的基本条件。

在规范文件中，有很多时序图，笔者大致计算了一下，有 40 个左右。作为高速电路设计的工程师，我们不可能也没有时间去做全部的仿真波形来和规范的要求一一对比验证，那么哪些时序图才是我们关注的重点？事实上，在所有的这些时序图中，作为 SI 工程师，我们需要关注的只有两个，那就是规范文件的第 69 页，关于数据读出和写入两个基本的时序图（注意，这里的读出和写入是从 DDR 控制器，也即 FPGA 的角度来讲的）。为方便读者阅读，笔者把这两个时序图拼在了一起，而其他的时序图的实现都是以这两个图为基础的。在板级系统设计中，只要满足了这两个时序图的质量，其他的时序关系要求都是对这两个时序图逻辑功能的扩展，应该是 DDR 控制器的逻辑设计人员所需要考虑的事情。

DDRx接口信号的时序关系

DDR3的时序要求大体上和DDR2类似，作为源同步系统，主要有3组时序设计要求。 一组是DQ和DQS的等长关系，也就是数据和选通信号的时序；一组是CLK和ADDR/CMD/ CTRL的等长关系，也就是时钟和地址控制总线的关系；一组是CLK和DQS的关系， 也就是时钟和选通信号的关系。其中数据和选通信号的时序关系又分为读周期和写周期两个 方向的时序关系。

要注意各组时序的严格程度是不一样的，作为同组的数据和选通信号，需要非常严格的 等长关系。Intel或者一些大芯片厂家，对DQ组的等长关系经常在土25mil以内，在高速的 DDR3设计时，甚至会要求在±5mil以内。相对来说地址控制和时钟组的时序关系会相对宽松 一些，常见的可能有几百mil。同时要留意DQS和CLK的关系，在绝大多数的DDR设计里 是松散的时序关系，DDR3进行Fly-by设计后更是降低了 DQS和CLK之间的时序控制要求。 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？

在接下来的Setup NG Wizard窗口中选择要参与仿真的信号网络，为这些信号网络分组并定义单个或者多个网络组。选择网络DDR1_DMO.3、DDR1_DQO.31、DDR1_DQSO.3、 DDRl_NDQS0-3,并用鼠标右键单击Assign interface菜单项，定义接口名称为Data,

设置完成后，岀现Setup NG wizard: NG pre-view page窗口，显示网络组的信息，如图 1-137所示。单击Finish按钮，网络组设置完成。

单击设置走线检查参数(Setup Trace Check Parameters),在弹出的窗口中做以下设 置：勾选阻抗和耦合系数检查两个选项；设置走线耦合百分比为1%，上升时间为lOOps；选 择对网络组做走线检查(Check by NetGroup)；设置交互高亮显示颜色为白色。 是否可以通过重新插拔DDR3内存模块解决一致性问题？智能化多端口矩阵测试DDR3测试修理

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那么在下面的仿真分析过程中，我们是不是可以就以这两个图中的时序要求作为衡量标准来进行系统设计呢?答案是否定的，因为虽然这个时序是规范中定义的标准，但是在系统实现中，我们所使用的是Micron的产品，而后面系统是否能够正常工作要取决干我们对Micron芯片的时序控制程度。所以虽然我们通过阅读DDR规范文件了解到基本设计要求，但是具体实现的参数指标要以Micron芯片的数据手册为准。换句话说，DDR的工业规范是芯片制造商Micron所依据的标准，而我们设计系统时，既然使用了Micron的产品，那么系统的性能指标分析就要以Micron的产品为准。所以，接下来的任务就是我们要在Micron的DDR芯片手册和作为控制器的FPGA数据手册中，找到类似的DDR规范的设计要求和具体的设计参数。智能化多端口矩阵测试DDR3测试修理