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[PCB] 一个等时不等长的DDR

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EDA365管理团队

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发表于 2019-9-27 15:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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微信公众号 | 高速先生
: A+ c! ?; I6 s, [& M2 ~文 | 刘为霞& |3 i7 S, E. P) }5 ^
关于DDR的设计,经历过无数项目历练的攻城狮们,肯定是很得心应手的。对于信号质量方面的改善,相信大家应该已经有自己的独门技巧了。同组同层,容性负载补偿,加上拉电阻等等,总有一款适合你的DDR。但是对于时序方面的控制,理论上只有一个办法——绕等长,速率越高的DDR,等长控制越严格,从±100mil,到±50mil,甚至±10mil。
* u2 D! ~, \. @4 V* @5 h
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% j2 a$ N0 P7 G# T2 B
, }. W4 I6 E* ^1 o8 x本来我们的layout工程师也是在这样一条路上稳步前进。但是最近有个DDR4的项目,绕好了等长,如下图所示,一切都安排的明明白白之后,给SI工程师仿真,只等仿真结果一出来就gerber out,根本不用怀疑,信号质量肯定妥妥的,没问题。
$ |9 c0 i) I% \/ Q结果,SI工程师没有同意投板,却提出了不合常理的时序要求,如下图所示:
0 d' f$ {2 i' i. _3 g
9 C2 u8 A2 r6 E3 t; f  A+ e
( O8 o6 z' y! D' L3 P" L% g# B. y, l. f0 @

( }  H; A- q0 i' e$ O+ ~, \等长要求CS,CKE,ODT这些信号比其余CMD信号每段长120mil,按照这样来算的话,到U1这个位置,长度差就到了600mil。这和设计指导不一样。. {9 Q' \3 t7 i; Z( V; a* W! c
瞬间感觉自己很委屈,这样的等长到时候地址控制线之间的延时会相差100ps左右,这样时序的margin就会变小,甚至可能跑不到要求的2400Mbps,于是硬气的提出了自己的质疑。
3 w0 j9 R2 A' V3 ^, c( v: L' i" e, S: m( ]# I* Q* X
  B5 r% @: v4 V# Y: ?9 M6 j* S

, Y: c5 X. O4 ]6 J" t: ~SI工程师也知道这种情况下,应该和设计人员普及一下关于时序方面的知识,不然后续遇到类似的DDR,不做仿真的话,可能会需要降频运行。于是将U1的仿真结果给设计人员看,蓝色的是CS,ODT,CKE等信号,绿色是其他的CMD信号,从时间上来看,蓝色的比绿色的信号快90ps左右。
' E" Y  A: d( m. W* N这种情况的原因不是因为设计人员的误操作,或者不同层的时序不一致,也不是像上次文章中提到的层叠中的DK设置不一样,而是因为DDR颗粒的选型导致的,如下面图片所示:/ z' T8 t* j+ D5 _4 J

9 F) B5 V2 E7 U$ [$ r
+ v. z! Q5 [6 e5 v" i; g3 @* o8 k: q) L9 ~: T
这款SDRAM的CS,CKE,ODT为单DIE结构,但是其他的信号却是双DIE结构,在封装中做T型拓扑,这样意味着双DIE的信号的容性更大一些,那么相应的上升沿会更缓一些,这个是比较好的影响,这样的话,信号质量会比较好,从图中的结果也可以看出来,绿色信号的振铃比较小。另一个影响是容性更大,意味着时延会更慢一些,所以相同等长的情况下,由于颗粒内部拓扑的影响,导致CMD信号会传输的更慢一些,体现在仿真结果中,自然是双DIE信号和单DIE信号会有不一样的上升沿和一定的延时差。
6 o2 v  Y+ j8 d* Z& ?& |+ i8 @( b3 F; a9 V/ k
layout工程师恍然大悟,这是因为颗粒内部的结构和常规设计不一样导致,自然不能沿用常规的设计指导,以后遇到这种双DIE的DDR还是需要仿真之后再调整等长,不然可能会出问题。于是很愉快的按照上面的时序意见修改了版本,结果如下,后期客户反馈,DDR2400跑的飞起,一版成功。+ n$ V: W2 g8 a7 |

5 R# @" T% N! ^6 ^' R7 o' A. |/ y  v+ M9 S5 y
2 p# x$ T( X$ u
5 f; g/ L" K8 ]+ L" h/ Y0 ]

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& _7 ~5 F& e# F- k本期提问
: V7 t& |5 ^" G2 T" _8 R+ V* ~5 o% I
大家在DDR设计中,遇到过什么样有意思的等长要求呢?
$ _& H6 \  X" m* K: {8 R, j. s- K* @6 T2 y1 s
! Z: P5 _8 \3 k
转发电子行业技术群送专属记事本1 k; P$ ?/ u5 t* z8 k

0 G6 A8 Q# ~( T- W
' ^2 u4 B; ?& ~2 b1、将此文转发到100人以上的电子行业技术群2个及以上。
$ b! ?$ v, {( \2、截图后台至小编,前10位符合要求的朋友即获赠刻字版记事本(封面可刻字、内页有高速设计仿真常用换算表等)- ?0 N  e) m" x; {0 y, x8 s
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9 M6 ^, `" _, `/ `- L8 b) N4、上周获奖名单如下:
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dcrammstein/EOFOC/山水江南/龍鳳呈祥/徐磊/STEVEN

1 q' a, o1 w" T3 I3 ^  b7 |" }4 h2 a请在后台私信小编,发送:姓名+公司名称+手机+地址+刻字内容(仅限4个字以内)。
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