DDRx设计与仿真

  • DDR SDRAM
    全称:Double Data Rate SDRAM,双倍数据率同步动态随机存储器。
    ROM:只读存储器
    RAM:随机存储器。分SRAM 静态RAM和DRAM 动态RAM两类。
    SDRAM:是在DRAM上发展而来的,同步动态随机存储器。
    DDR SDRAM:在SDRAM上发展而来。
    GDDR:图形处理。
    LPDDR:低功耗等移动终端及消费电子。
  • DDRx布局布线
    1、BGA可维修性:BGA周边器件5mm禁止,最小为3mm。
    2、DFM可靠性:布局时器件与器件之间满足DFM的间距要求,且考虑元件摆放的美观性。
    3、等长要求。
    4、滤波电容、上拉电阻的位置。滤波电容靠近各个PIn放置,储能电容均匀放置在芯片周边;上拉电阻按要求放置(布线长度小于500mil)。
    5、滤波电容的布局要求:
    CPU端和DDR端,每个引脚对应一个滤波电容,且滤波电容尽可能靠近引脚放置。
    线短而粗,回路尽量短,CPU和颗粒周边均匀摆放一些储能电容,DDR颗粒每片至少有一个储能电容。
    Vrefca和Vrefdq的滤波电容及分压电阻要分别靠近芯片的电源引脚。
    终端匹配电阻:Flyby结构靠近最后一个DDR颗粒的位置放置。
    Vtt上拉电阻:靠近最后一个DDR颗粒的位置,上拉电阻到颗粒之间的走线越短越好,建议小于500mil,每个终端Vtt上拉电阻对应放置一个滤波电容,最多两个电阻共用一个电容,Vtt电源一般直接在元件面同层铺铜来完成连接,布局时需要保证一定的电源通道,还要离颗粒不能太远。
    6、数据线分组:DQ0-7、DQMx、DQSxP/DQSxN一组;
    数据线布线:同组同层,尽量以GND层为参考平面,走线间距,组内尽量3H,组间间距5H以上,DQS拓扑与DQ拓扑5H,DQS差分线的线间距小于2倍线宽(紧耦合),差分对的长度控制在5mil以内,组内等长以DQS拓扑结构为基准,等长控制在20mil以内,数据线还要注意最长的长度要求,组间不需要考虑等长。
    7、拓扑结构要看芯片是否支持读写平衡(read and write leveling),支持采用Flyby拓扑,否则应采用T形拓扑,(保证CPU到DDR各支点等长,终端电阻要接在最大的T点上),
    8、对于Flyby拓扑,各个DDR颗粒间的走线,尽量用COPY,长度误差控制在20mil以内,推荐5mil,最大不超过100mil;时钟线推荐带状线布线,以GND/POWER平面为参考平面,对内等长控制在5mil以内,源端和终端匹配的走线,长度不要太长(推荐300mil以内);有多个负载时,为了减少串扰和加大负载容性补偿,到第一个DDRx颗粒的走线阻抗可以比后面的走线阻抗小5-8欧姆;ADD/CMD/Ctrl/Clk网络从控制器到第一个DDRx颗粒的走线长度不超过6000mil,到最后一个DDRx颗粒不超过12000mil(具体看芯片差异};正反贴时,分支的节点走线长度小于200mil且尽量等长,时钟信号的小于150mil。
    9、地址、控制信号以时钟作参考,误差控制在100mil以内
    10、确认芯片是否有pin delay,要确保pin delay打开
    11、表层走线尽量短
    12、Z轴延时打开
  • 电源处理
    Vdd:1.5V,引脚比较分散,电流较大,需要电源平面分配一个区域
    Vtt:元件面铺铜
    Vref:用与器件同层的铜皮或者走线,走线时要先经过电容再接到引脚,建议25-30mil的线宽
    小滤波电容:小电容尽量靠近相应的电源引脚,电容的引线尽量短,减少电源或者地共用过孔。
  • 时钟信号差分电容
    并联在差分线P和N之间,最好靠近发射端


    芯片无读写平衡功能,数据线和地址线的长度尽量相差在500mil以内,否则会出现DDR频率上不去的问题。
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