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引言：DDR4 等存儲技術的發展帶動存儲器速度與功率效率空前提升，僅僅停留在一致性測試階段，已經不能滿足日益深入的調試和評估需求。 DDR 存儲器的測試項目涵蓋了電氣特性和時序關系，由JEDEC明確定義，JEDEC 規范并不涉及具體的測量方法，但提供了存儲設備、DRAM應遵守的一組測試參數規范，目的是保證計算機系統、服務器和移動設備等存儲系統的一致性與互操作性。手動測試這些參數非常耗時，因此工程師通常采用DDR一致性自動測試軟件，該軟件由示波器廠商提供。隨著存儲器速度由 DDR3 提升為 DDR4，僅提供合格/不合格結果的自動一致性測試軟件已經無法滿足持續增加的調試和評估需求。用戶需要專門針對調試和評估任務設計的 DDR 調試工具，以及更快速和更高效的調試環境。而安捷倫的示波器只是作為波形采集而用。 讀寫數據分離 JEDEC 規范根據讀寫周期定義測試參數，意味著用戶必須分離讀/寫周期才能測量信號。JEDEC規范專為 DRAM 編寫，因此其中大部分測試都屬于寫周期。調試工具首先要能夠將讀寫操作可靠地分離。大多數測試算法使用選通（DQS）與數據（DQ）相位差來確定讀/寫周期。讀操作數據與選通脈沖邊沿對齊，寫操作數據與選通脈沖中心對齊。隨著速度的提升，相位差異法逐漸無法保證讀寫操作的判斷準確性，在被測對象存在嚴重信號完整性問題時尤其如此。混淆讀/寫周期會導致測量是無效的，提供合格/不合格的判定也是無意義的。調試工具必須在執行標準的讀寫分離后，將讀操作和寫操作數據包的起始與結束顯示出來，以便用戶能夠驗證讀/寫周期是不是被正確地分離了。要實現快速高效的讀寫分離，工具必須能夠通過導航查看波形中每個讀數據包和寫數據包，并報告有效數據包數目以及波形中的讀和寫數據包數目，幫助設計人員確定是否需要提高被測系統數據量，獲得更多數據，進而完成調試和評估任務。當然，如果您擁有安捷倫的高端混合信號示波器MSOX90000A系列，可用其邏輯通道準確進行讀寫分離，這在另一篇文章中有詳述。 圖 1：DDR 調試工具報告波形上的讀數據包和寫數據包數目，而游標顯示了數據包的起始與結束。借助導航功能，用戶可以瀏覽已保存時鐘、選通脈沖（DQS）和數據（DQ）波形上的每個數據包 本文下一頁：多數據包統計分析 多數據包統計分析 JEDEC 規范沒有定義數據包測量數目。以往，大多數設計人員僅憑借一組數據包測試結果來判定系統一致性測試結果，而測試合格與否取決于系統的壓力條件。在某些情況下，設計人員可以增加被測對象的數據變化，這時就會發現系統裕量會隨之減少。現在，幾乎所有存儲器設計人員都需要執行裕量測試，DDR 自動一致性測試軟件提供的合格/不合格測試結果已經無法滿足需求。對被測對象進行統計分析則可以幫助設計人員了解裕量，確保設計性能高于規范要求。因此，設計人員需要收集盡可能多的統計信息，分析的數據包數量越多，裕量測試結果的可信度就越高。調試工具需要快速測量所有數據包的全部測試參數，以縮短測試時間。該工具支持離線操作，將示波器采集的波形存成文件，或者將一致性測試軟件項目文件存下來，然后用該工具進行分析，可以顯著縮短測試時間。測試結果可以導出為 .csv 文件，以用于深入分析或生成報告。 圖 2：JEDEC 測試結果提供最小值/平均值/最大值統計報告，可以確保用戶信心十足地執行裕量測試。統計報告可以導出為 .csv 文件，以進行深入的分析并生成報告 裕量測試中，設計人員需要改變工作電壓，并根據 JEDEC 規范定義的對應參考電壓和交流/直流輸入和輸出電平執行測量。例如，DDR3 的工作電壓標稱值是 1.5V。在裕量測試中，設計人員可以將電壓降低到 1.3V，以查看系統功耗是否降低。調試工具將自動計算新的測量電壓電平，并依據新的測量閾值執行所有測量。自動計算功能可以幫助用戶快速確定新的交流/直流電壓測量閾值，無需查看 JEDEC 規范公式，從而縮短測試設置時間。 圖 3：DDR3 工作電壓在 JEDEC上的電壓是1.5V，用戶將之改為 1.3V，以便測試低功率模式下的系統性能。調試工具使用 JEDEC 規范的公式自動計算 1.3V工作電壓時的交流/直流測量電壓 本文下一頁：JEDEC 測量 JEDEC 測量 該工具的測量符合 JEDEC 規范，包括電氣、時序和眼圖三類測試。所有測試都按照輸出(寫周期)與輸入(讀周期)分組。調試工具根據讀或寫周期分組所有測試類型，可以讓用戶無需參照 JEDEC 規范即可準確選擇測試。為了提高調試效率，調試工具將標記波形中所有的有效測量，并通過游標指示電壓和時間測量閾值。工具還可以標注測試結果的最大值和最小值，以便用戶集中關注問題區域。用戶可以通過導航逐一查看測量，確保測量包括所有的有效數據包。調試工具還可以報告有效測量數目。部分系統的數據變化極少，系統大量的讀寫數據包并不能保證足夠的有效測量，因此可能無法應用統計分析。例如您要測量建立時間tDS，測量長度為 8 的兩組數據包，如果兩個數據包中僅有 9 次數據轉換，您僅能獲得 9 個有效測量。如果數據包的每個單獨比特都存在數據轉換，您將得到16個有效測量。傳統DDR一致性測試軟件已經標配上述特性，但調試工具的可視化功能可以增強用戶對測量結果有效性的信心。屏幕視圖提供游標和測量閾值顯示，并且用戶可以截屏并用于編寫報告。調試工具可以加載此前保存的波形文或一致性測試軟件的項目文件，時間和電壓標度不會有任何變化，如何使用取決于用戶的偏好。 圖 4：符合 JEDEC 規范，測量游標顯示測量寫周期的建立時間，以及交流/直流電壓測量閾值。用戶可以將屏幕截圖并用于生成報告。 總之，DDR4 等存儲技術的發展帶動存儲器速度與功率效率空前提升，僅僅停留在一致性測試階段，已經不能滿足日益深入的調試和評估需求。傳統 DDR 一致性測試軟件僅提供合格/不合格信息。新的 DDR 調試工具經過專門設計，根據 JEDEC規范提供測量統計分析結果和導航功能和游標特性，幫助存儲器設計人員快速找到問題區域，提升他們對測試結果尤其是裕量測試結果的信心。結合安捷倫科技已經提供的一致性測試方案和該新測試軟件，DDR4的測試方案不僅支持合格/不合格測試，同時還支持統計分析、裕量測試，幫助縮短設置時間并加快測試速度，提升存儲器設計人員的測試效率，進而降低總體設計成本，加快產品上市速度。 |
