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高速先生成員--姜杰 地址信號一驅五的DDR4拓撲很常見，可是，一驅五拓撲還要求單DIE、雙DIE顆粒兼容的你有見過嗎？ 案例開講之前，先簡單介紹下DIE，英語學的好的同學都知道這個詞的意思不太吉利，不過，芯片設計領域的DIE（裸晶）是另外一個意思，它通常指的是芯片內部一個單獨的晶圓區域，包含了芯片的一個或一組完整功能單元，大致可以理解為去掉了封裝和引腳的芯片。芯片根據功能和規模由一個或多個DIE構成。 了解了芯片DIE的概念，相信各位已經能意識到我們這個案例兼容雙DIE顆粒的難度了，沒錯，相比于單DIE方案，雙DIE方案相當于接收端數量直接翻番，信號路徑更加復雜，負載也更重，信號質量的惡化基本可以預見。 讓高速先生略感欣慰的是，客戶也認可雙DIE顆粒的實現難度，因此，可以在保證單DIE顆粒3200Mbps速率的基礎上，再考慮兼容雙DIE顆粒。 遇到如此善解人意的客戶，高速先生絲毫沒有放松，首先對一驅五拓撲的單DIE顆粒方案進行優化。熟悉高速先生文章的同學一定還記得，對于一驅多Clamshell拓撲而言，反射會在靠近主控芯片處的近端顆粒處積累，因此，我們會重點關注信號質量較差的近端顆粒。原始眼圖確實不盡如人意，無論是信號質量還是時序，都滿足不了協議要求。 通過對PCB設計進行一系列的優化，近端信號質量大有改善。 不得不說，眼見信號質量由壞變好，高速先生還是蠻有成就感的。只不過，愉悅的心情沒有持續太久，因為很快就看到了當前設計上的雙DIE顆粒仿真結果。和預期的一樣，雙DIE顆粒的信號質量慘不忍睹，連信號質量最好的遠端顆粒都達不到有效眼高。 不過，通過觀察對比，還是能發現雙DIE顆粒容性較大的特點，下面是單DIE方案的遠端顆粒眼圖，相比上圖，信號的上升沿明顯陡峭很多。 為了能更清楚的說明這個問題，高速先生分別在近端和遠端對比了單、雙DIE顆粒在相同激勵下的信號上升時間。 通過比較，我們可以得到兩個信息：一是對于不同類型的顆粒，雙DIE顆粒容性更強，對信號上升沿衰減更大；二是對于相同類型的顆粒，由于容性負載效應，遠端顆粒的上升沿衰減比近端顆粒大。 接下來的事情就是針對雙DIE顆粒的拓撲進行設計優化了。在仿真過程中，高速先生發現，適用于單DIE顆粒的端接電阻Rtt阻值，卻未必能用在雙DIE顆粒的方案上。比如，對于單DIE顆粒，Rtt 33.2ohm時信號質量優于Rtt 24.9ohm的情況；而對于雙DIE顆粒，Rtt 24.9ohm時信號質量卻比Rtt 33.2ohm時要好。 關于端接電阻對DDR地址信號的影響，高速先生之前專門寫過一篇文章，感興趣的同學可以看看《端接電阻沒選對，DDR顆粒白費？》 和以往的劇情不同，對于該案例的雙DIE顆粒，雖然嘗試了各種優化方法，最終也未能找到一個兩全其美的兼容方案，客戶無奈接受了雙DIE顆粒需要降頻的現實。 本案例一方面說明了沒有萬能的拓撲，同樣的設計，不同DDR顆粒的結果可能不同；另一方面，從積極的角度來看，不同的主控芯片、不同的顆粒數量，對結果也都會有影響，所以，本案例無法實現并不代表其它案例的單、雙DIE兼容無法達成。 回到本文題目的問題，相信大家已經有了答案。仿真不是萬能的，比如這個案例中的雙DIE方案；仿真也不是沒有用，比如本案例中的單DIE方案，經過仿真優化才最終達到目標速率。總而言之一句話，道阻且長，仿真護航。 |
