關(guān)于DDR3信號扇出和走線問題解析

DDR3內(nèi)存已經(jīng)被廣泛地使用，專業(yè)的PCB設(shè)計工程師會不可避免地會使用它來設(shè)計電路板。本文為您提出了一些關(guān)于DDR3信號正確扇出和走線的建議，這些建議同樣也適用于高密度、緊湊型的電路板設(shè)計。

DDR3設(shè)計規(guī)則和信號組

讓我們從以DDR3信號分組建立高速設(shè)計規(guī)則講起。在DDR3布線時，一般要將它的信號分成命令信號組、控制信號組、地址信號組、數(shù)據(jù)信號0/1/2/3/4/5/6/7分組、時鐘信號組以及其他。推薦的做法是，在同一組別中的所有信號按照“相同的方式”走線，使用同種拓撲結(jié)構(gòu)以及布線層。

圖1: DATA 6分組中所有信號都是以“相同方式”布線的，使用相同的拓撲結(jié)構(gòu)以及布線層。

舉個例子，我們來看一下圖1的走線過程，所有DATA 6分組的信號都是從第1層切換到第10層的，然后到第11層，之后再切換到12層。分組中的每個信號都有相同的層切換，通常都走相同距離，使用相同的拓撲結(jié)構(gòu)。

如此布線的一個優(yōu)勢在于，當(dāng)作信號線長度調(diào)整時（也稱延遲或相位調(diào)整），通路中的z軸長度可以忽略不計。這是因為所有信號均具相同的布線方式，有著完全相同的過孔定義和長度。

創(chuàng)建DDR3信號組

Altium Designer提供了創(chuàng)建必要信號組的簡便方法，可以在項目的原理圖中完成。首先，把一個Blanket放在將要生成一個信號組的網(wǎng)絡(luò)上。然后，在Blanket的邊緣上放置一個PCB directive，把它定義為一個網(wǎng)絡(luò)組。請參見圖2示例。?

圖2 ：使用Blankets and PCB directives定義用于DDR3信號布線的網(wǎng)絡(luò)類組。?

為網(wǎng)絡(luò)組指定顏色

當(dāng)我們使用工程變更ECO（在Design ? Update PCB Document...）, 把新定義的網(wǎng)絡(luò)組導(dǎo)入到PCB后，為每個信號組設(shè)定不同顏色是非常有用的。進入到PCB面板，右擊目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)類組，在彈出的菜單中選擇改變網(wǎng)絡(luò)顏色，就可以為這個網(wǎng)絡(luò)組定義顏色了， 如 圖3所示。

圖3：給每個網(wǎng)絡(luò)組指定不同顏色，在布線時就很容易區(qū)分它們了。

一旦選定了顏色，再次右擊網(wǎng)絡(luò)組并選擇 Display Override ? Selected ON。這樣就可以確保，所選的顏色可以覆蓋對象的顏色，無論當(dāng)前是什么圖層。

如果還沒有開啟Net Color Override選項，網(wǎng)絡(luò)就不會變成你所選顏色。這種情況下，使能View ? Net Color Override Active?選項，或使用 F5鍵，就可以把這個設(shè)置全局化，應(yīng)用到所有的網(wǎng)絡(luò)。接下來，我們就可以扇出CPU的DDR3接口部分的信號了。

準(zhǔn)備好扇出CPU的DDR3接口信號了嗎？

選擇合適的過孔并為特定信號組確定所用的PCB層，會大大降低DDR3信號布線的難度。信號組的顏色各異，也有助于在設(shè)計時區(qū)分它們。

圖4 ：選擇合適的過孔尺寸可以節(jié)省布線空間。

相比于通孔，微孔（μVia）占用更少空間。在同一區(qū)域中，我們能夠扇出更多的走線。微孔還可以節(jié)省其他層上的布線空間，節(jié)省下來的空間可用于更多的走線。

為什么地址、命令和控制信號需要使用微孔？

對于DDR3信號組群來說，地址、命令和控制組擁有最多的信號數(shù)量。如果我們選用了通孔，那么在所有層上會占用大量空間。如果選擇微孔，我們只需要占用第3層上的空間。同時，因為微孔的直徑較小，在第3層上我們還能節(jié)省出更多的空間來扇出信號。

圖5 ：微孔間兩到三根導(dǎo)線可以完成布線，同一空間，通孔間則需要一根導(dǎo)線。

為什么與地址、命令和控制群組信號最近的信號組使用通孔扇出？

地址、命令和控制組中的某些信號，需要用到前面提到的“最近群組”下方的空間。

圖6 ：有些地址、命令和控制信號，會走在與它們最近信號焊盤下。

當(dāng)把地址、命令或控制組信號通過微孔在第3層完成走線后，那么在它們下面的第10層就會有空余空間，這片空間可以用來扇出與它們最近的信號組。

圖7 ：微孔扇出走線下面空間可以用來扇出所謂“最近組”的信號。

為什么外圍信號組使用微孔扇出？

上圖可以很明顯地看出，第10層沒有剩余空間來扇出組外信號。所以，這些信號在第3層、使用微孔扇出是最佳選擇。

注意：同層、同過孔、同微孔的“扇出技術(shù)”，也可以應(yīng)用于其他接口（例如，PCI，ISA ...）。通過這種方法，再密集的布線設(shè)計也可以輕松實現(xiàn)。

結(jié)論

經(jīng)過縝密的計劃，完成DDR3接口信號的走線和長度調(diào)整是非常輕松的，即使在最緊湊和高密度的設(shè)計中，也可以實行。iMX6 Rex就是一個很好地展現(xiàn)如何細致的規(guī)劃并完成走線的例子。遵循Robert的規(guī)劃和步驟，任何DDR3設(shè)計，都可以在更短時間內(nèi)，更大程度地完成設(shè)計。