一文讀懂SDRAM的電源系統(tǒng)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

任何一個領(lǐng)域的深入發(fā)展，想有所收獲，都需要熟悉其中更多的套路。電路系統(tǒng)的設(shè)計調(diào)試也不例外，大體包括幾個大的部分：電源供電以及時序的控制；時鐘是否工作；復(fù)位信號是否正確給出；再有就是一些外圍的接口以及GPIO的控制等等。只有熟悉了這一個個的模塊，才能讓系統(tǒng)正常的轉(zhuǎn)起來。

研究SDRAM也是一樣，首先看看電源系統(tǒng)部分。
DDR的電源
主電源VDD和VDDQ，主電源的要求是VDDQ=VDD，VDDQ是給IO buffer供電的電源，VDD是給但是一般的使用中都是把VDDQ和VDD合成一個電源使用。
參考電源Vref，參考電源Vref要求跟隨VDDQ，并且Vref=VDDQ/2，所以可以使用電源芯片提供，也可以采用電阻分壓的方式得到。
用于匹配的電壓VTT(Tracking Termination Voltage)
VTT為匹配電阻上拉到的電源，VTT=VDDQ/2。DDR的設(shè)計中，根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，有的設(shè)計使用不到VTT，如控制器帶的DDR器件比較少的情況下。如果使用VTT，則VTT的電流要求是比較大的，所以需要走線使用銅皮鋪過去。并且VTT要求電源既可以吸電流，又可以灌電流才可以。一般情況下可以使用專門為DDR設(shè)計的產(chǎn)生VTT的電源芯片來滿足要求。
而且，每個拉到VTT的電阻旁一般放一個10Nf~100nF的電容，整個VTT電路上需要有uF級大電容進行儲能。

在華為的參考設(shè)計中，在使用DDR顆粒的情況下，已經(jīng)基本全部不使用VTT電源，全部采用電阻上下拉的戴維南匹配，只有在使用內(nèi)存條的情況下才使用VTT電源。
DDR的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
首先要確定DDR的拓補結(jié)構(gòu)，一句話，DDR1/2采用星形結(jié)構(gòu)，DDR3采用菊花鏈結(jié)構(gòu)。
拓補結(jié)構(gòu)只影響地址線的走線方式，不影響數(shù)據(jù)線。以下是示意圖。

星形拓?fù)?br />
菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
星形拓補就是地址線走到兩片DDR中間再向兩片DDR分別走線，菊花鏈就是用地址線把兩片DDR“串起來”。



上面的PCB電路能夠清晰地說明實際電路中對應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
總結(jié)：
SDRAM（同步動態(tài)隨機存取存儲器）作為一種計算機內(nèi)存類型，具有特定的電源系統(tǒng)要求。以下是關(guān)于SDRAM電源系統(tǒng)的一些基本信息：
主電源是為SDRAM提供電壓的電源，通常為VDD和VDDQ。VDD是給SDRAM的控制邏輯和存儲單元供電的電源，而VDDQ則是給SDRAM的IO buffer供電的電源。在一般的使用中，VDDQ和VDD合成一個電源使用。主電源的要求是VDDQ=VDD。
參考電源是用于為SDRAM提供一個穩(wěn)定的參考電壓。參考電壓的穩(wěn)定性對于SDRAM的正常工作至關(guān)重要。參考電源通常是一個內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，其電壓值可以通過外部電阻進行調(diào)整。
電壓要求：SDRAM內(nèi)存模塊通常需要特定的電壓供應(yīng)以正常工作。不同類型的SDRAM（如DDR3、DDR4等）可能有不同的電壓要求。例如，DDR3內(nèi)存通常使用1.5V電壓，而DDR4內(nèi)存則使用更低的1.2V電壓。確保選擇正確電壓的內(nèi)存模塊，以避免損壞和不穩(wěn)定性。
電源管理：許多現(xiàn)代SDRAM內(nèi)存模塊支持電源管理功能，允許系統(tǒng)在空閑或低負(fù)載狀態(tài)下降低內(nèi)存模塊的電源消耗。這可以通過進入休眠狀態(tài)、減少電壓等方式實現(xiàn)。這些功能有助于節(jié)能和延長硬件壽命。
電源噪音：在供電過程中，電源可能會引入一些電磁干擾或噪音，可能會影響內(nèi)存模塊的性能。因此，一些高性能計算機系統(tǒng)可能需要特殊的電源過濾和噪音抑制措施，以確保內(nèi)存模塊的穩(wěn)定性和可靠性。
穩(wěn)定供電：SDRAM內(nèi)存模塊對穩(wěn)定的電源供應(yīng)非常敏感。不穩(wěn)定的電壓或電流可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞、系統(tǒng)崩潰或其他不良后果。因此，確保系統(tǒng)的電源供應(yīng)穩(wěn)定是保證內(nèi)存模塊正常工作的關(guān)鍵。
審核編輯 黃宇