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上篇文章我們用仿真實(shí)例向大家展示了DDR中地址相對(duì)于時(shí)鐘的建立時(shí)間與保持時(shí)間。那么數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)于DQS又是什么樣的關(guān)系呢？我們知道，DDR和普通的SDRAM相比起來，讀取速率為普通SDRAM的兩倍，這個(gè)要怎么理解？原來SDRAM在寫入或者讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候是靠上升沿或者下降沿來觸發(fā)的，請(qǐng)注意，這里僅僅是上升沿或者下降沿，并不是上升沿和下降沿同時(shí)有效。如果時(shí)鐘頻率是800MHz，那么對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)率就為800Mbps。但是DDR的數(shù)據(jù)信號(hào)卻是雙倍速率的，如果DQS頻率為800MHz，那么數(shù)據(jù)信號(hào)的速率就應(yīng)該為1600Mbps。 下面通過具體的仿真實(shí)例來看一下。 圖1 DQ 與 DQS仿真示意 仿真通道如上圖所示，驅(qū)動(dòng)端和接收端為某芯片公司的IBIS模型，仿真波形如下： 圖2 DQ與DQS仿真波形 我們將DQS和DQ信號(hào)同時(shí)生成眼圖，在一個(gè)窗口觀測(cè)，結(jié)果如下： 圖3 DQ 與 DQS眼圖 這里，作者本來是想仿真DDR在寫操作的時(shí)候DQS和DQ之間的時(shí)序?qū)?yīng)關(guān)系。在之前的文章中，我們知道，在寫操作的時(shí)候，是以高低電平的中點(diǎn)為觸發(fā)點(diǎn)的，上面眼圖中的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系顯然不能完成數(shù)據(jù)的寫入，因?yàn)镈QS的邊沿和數(shù)據(jù)信號(hào)翻轉(zhuǎn)的邊沿基本是對(duì)齊的。 在仿真的時(shí)候只是簡(jiǎn)單的將兩波形放在了一起，因?yàn)镈Q和DQS的傳輸通道長(zhǎng)度是一樣的，所以他們的邊沿是對(duì)齊的。實(shí)際工作的時(shí)候，主控芯片會(huì)有一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)制。一般數(shù)據(jù)信號(hào)會(huì)比DQS提前四分之一周期被釋放出來，實(shí)際上，在顆粒端接收到的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)該是這樣的： 圖4 平移后的眼圖 通過主控芯片的調(diào)節(jié)之后，DQS的邊沿就和DQ信號(hào)位的中心對(duì)齊了，這樣就能保證數(shù)據(jù)在傳輸?shù)浇邮斩擞凶銐虻慕r(shí)間與保持時(shí)間，就算DQS與DQ之間的線長(zhǎng)匹配的不是那么嚴(yán)格，也會(huì)有一些時(shí)序裕量。 說了這么多，其實(shí)我們要解決的根本問題還是長(zhǎng)度匹配的范圍問題。在理解了這些基礎(chǔ)問題之后，我們需要做的就是將這些時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)化為延時(shí)。線長(zhǎng)匹配范圍怎么計(jì)算？下面通過具體實(shí)例來看看時(shí)序裕量是怎么計(jì)算的。先簡(jiǎn)單的來看一張圖 圖5 延時(shí)偏差對(duì)時(shí)序的影響 上圖中，T_vb與T_va表示的是主控芯片在輸出數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)鐘與數(shù)據(jù)之間的時(shí)序參數(shù)。在理想情況下，時(shí)鐘邊沿和數(shù)據(jù)電平的中心是對(duì)齊的，由于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)傳輸通道不等長(zhǎng)，使得時(shí)鐘邊沿沒有和數(shù)據(jù)脈沖的中間位置對(duì)其，使得建立時(shí)間的裕量變小。 下面我們通過具體實(shí)例來看看時(shí)序的計(jì)算，下圖是Freescale MPC8572 DDR主控芯片手冊(cè)，這張圖片定義了從芯片出來的時(shí)候，DQS與DQ之間的相位關(guān)系。 圖6 MPC8572時(shí)序圖 圖7 MPC8572時(shí)序參數(shù) 顆粒端為美光DDR，該芯片的時(shí)序圖以及時(shí)序參數(shù)如下圖所示，這張圖片則定義了顆粒端芯片識(shí)別信號(hào)所需要的建立時(shí)間與保持時(shí)間。 圖8 DDR顆粒時(shí)序圖以及時(shí)序參數(shù) 我們用T_pcbskew來表示DQ與DQS之間的延時(shí)偏差，如果想要得到足夠的時(shí)序裕量，則延時(shí)偏差要滿足以下關(guān)系： T_pcbskew T_pcbskew>T_hold-T_va 代入數(shù)據(jù)，有： T_vb-T_setup=375-215=160ps T_hold-T_va=-160ps 這樣，如果傳輸線的速度按照6mil/ps來計(jì)算，T_pcbskew為+/-960mil。大家會(huì)發(fā)現(xiàn)裕量很大，當(dāng)然這只是最理想情況，沒有考慮時(shí)鐘抖動(dòng)以及數(shù)據(jù)信號(hào)的抖動(dòng)，以及串?dāng)_、碼間干擾帶來的影響，如果把這些因素都考慮進(jìn)來，留給我們布線偏差的裕量就比較小了。 |
