DDR3的原理和應(yīng)用設(shè)計(jì)

一看到DDR,聯(lián)想到的就是高速，一涉及到高速板有些人就比較茫然。高速板主要考慮兩個(gè)問(wèn)題點(diǎn),當(dāng)然其它3W，2H是基本點(diǎn)。

一是時(shí)序，因?yàn)橛械腄DR要跑幾百M(fèi),所以對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘周期比較短，如果傳輸線的長(zhǎng)度相差較多，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)先到，有的數(shù)據(jù)后到，數(shù)據(jù)就不完整。

二是，阻抗，高速信號(hào)頻率高，波長(zhǎng)短，在微波領(lǐng)域是短線傳輸。如果阻抗不匹配就會(huì)產(chǎn)生反射，反射回來(lái)的信號(hào)與原信號(hào)疊加，就改變了原來(lái)信號(hào)的形狀。電磁場(chǎng)與微波相關(guān)書籍講得比較多，涉及到二階偏微分方程，這里只說(shuō)結(jié)論，我們拿來(lái)用就可以了。

總結(jié)一下，就兩點(diǎn)：

1、等長(zhǎng)

2、阻抗要匹配

這兩點(diǎn)也是我們做PCBLAYOUT設(shè)計(jì)時(shí)注意的重點(diǎn)，由此也前人也總結(jié)出一些相關(guān)原則。比如信號(hào)分組，同層同組，3W間距等等。

下面我們以DDR3為例，把原理搞清楚，然后根據(jù)原理說(shuō)說(shuō)實(shí)際LAYOUT時(shí)要怎么操作。

CPU對(duì)DDR的訪問(wèn)，也就是讀和寫的操作，不管是讀還是寫，你得知道從哪里讀，往哪里寫吧？所以得知道地址，這個(gè)操作叫做尋址。

我覺得我還不能把DDR的原理講得很清楚，先放下來(lái)，好像也不影響我們做DDR的應(yīng)用設(shè)計(jì)。

單片DDR3的引腳說(shuō)明：

我們大概了解了DDR的原理后，就明白，地址線和控制線可以放一組，數(shù)據(jù)線另外放一組，但因?yàn)榭紤]到設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，數(shù)據(jù)線可以按一個(gè)字節(jié)進(jìn)行分組，比如8位放一組，D0-7作為一組，也可以16位放一組，D0-15.一般這兩種用得比較多。

以DDR3為例：

數(shù)據(jù)線1：11根，D0-D7,LDQM(數(shù)據(jù)掩碼),LDQS0.LDQSN0(其中，LDQS0和LDQSN0為差分時(shí)鐘)

數(shù)據(jù)線2：11根，D8-D23,UDQM(數(shù)據(jù)掩碼),UDQS0.UDQSN0(其中，UDQS0和UDQSN0為差分時(shí)鐘)

地址線、控制線和時(shí)鐘為一組：

A0-A15,BA0-BA2,

CKE,CLK-CLKN ,

CASN,CSN0,xRASN,RESET,WEN,ODT

說(shuō)明：TI的文檔是把地址和數(shù)據(jù)的時(shí)鐘放在一組的，但是等長(zhǎng)時(shí)，地址線與地址的時(shí)鐘等長(zhǎng)，數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)的時(shí)鐘等長(zhǎng)。我這里是把數(shù)據(jù)和地址的時(shí)鐘分別放到了數(shù)線線和地址線組。

因此次只是單片DDR，不涉及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

此次設(shè)計(jì)并沒(méi)有同層同組，而是把數(shù)據(jù)線放在第一層和第三層，主要做了等長(zhǎng)

同層同組的目的主要是為了等長(zhǎng)：信號(hào)不在不同的層傳輸速度不一樣，另外在不同的層，因?yàn)橛械挠羞^(guò)孔，有的可能沒(méi)有過(guò)孔，過(guò)孔的長(zhǎng)度和厚板以及過(guò)孔穿到哪一層有關(guān)，所以過(guò)孔的長(zhǎng)度也會(huì)影響信號(hào)的長(zhǎng)度，這次是放在第一層和第三層，第一層和第三層中間的PP一般比較薄，如下圖，只有3.2mil，所以影響長(zhǎng)度有限。另外因?yàn)閷硬灰粯訉?dǎo)致的傳輸速度不一樣，只要把等長(zhǎng)誤差做到10mil以內(nèi)就不用考慮了。

總結(jié)：

平時(shí)都要求DDR走線同層同組，根本原因是等長(zhǎng)。

同層的原因：信號(hào)在內(nèi)層和外層傳輸速度不一樣，所以要盡層同層。

同組的原因：是為了設(shè)計(jì)好設(shè)計(jì)規(guī)則。方便看規(guī)則。只要能檢查到，不同組也是可以的。

下方D8-D15，有的是走在第一層，有的是走在第三層，實(shí)測(cè)沒(méi)有問(wèn)題！