自动化DDR测试信号完整性测试

DDR测试

DDR信号的要求是针对DDR颗粒的引脚上的，但是通常DDR芯片采用BGA封装，引脚无法直接测试到。即使采用了BGA转接板的方式，其测试到的信号与芯片引脚处的信号也仍然有一些差异。为了更好地得到芯片引脚处的信号质量，一种常用的方法是在示波器中对PCB走线和测试夹具的影响进行软件的去嵌入(De-embedding)操作。去嵌入操作需要事先知道整个链路上各部分的S参数模型文件(通常通过仿真或者实测得到),并根据实际测试点和期望观察到的点之间的传输函数，来计算期望位置处的信号波形，再对这个信号做进一步的波形参数测量和统计。图5.15展示了典型的DDR4和DDR5信号质量测试环境，以及在示波器中进行去嵌入操作的界面。 DDR测试技术介绍与工具分析；自动化DDR测试信号完整性测试

如何测试DDR？

DDR测试有具有不同要求的两个方面：芯片级测试DDR芯片测试既在初期晶片阶段也在封装阶段进行。采用的测试仪通常是内存自动测试设备，其价值一般在数百万美元以上。测试仪的部分是一台可编程的高分辨信号发生器。测试工程师通过编程来模拟实际工作环境；另外，他也可以对计时脉冲边沿前后进行微调来寻找平衡点。自动测试仪（ATE）系统也存在缺陷。它产生的任意波形数量受制于其本身的后备映象随机内存和算法生成程序。由于映象随机内存深度的局限性，使波形只能在自己的循环内重复。因为DDR带宽和速度是普通SDR的二倍，所以波形变化也应是其二倍。因此，测试仪的映象随机内存容量会很快被消耗殆尽。为此，要保证一定的测试分辨率，就必须增大测试仪的内存。建立测试头也是一个棘手的问题。因为DDR内存的数据读取窗口有1—2ns，所以管脚驱动器的上升和下降时间非常关键。为保证在数据眼中心进行信号转换，需要较好的管脚驱动器转向速度。在频率为266MHz时，开始出现传输线反射。设计工程师发现在设计测试平台时必须遵循直线律。为保证信号的统一性，必须对测试头布局进行传输线模拟。管脚驱动器强度必须能比较大限度降低高频信号反射。 设备DDR测试规格尺寸DDR4关于信号建立保持是的定义；

DDR测试

DDR4/5与LPDDR4/5的信号质量测试由于基于DDR颗粒或DDRDIMM的系统需要适配不同的平台，应用场景千差万别，因此需要进行详尽的信号质量测试才能保证系统的可靠工作。对于DDR4及以下的标准来说，物理层一致性测试主要是发送的信号质量测试；对于DDR5标准来说，由于接收端出现了均衡器，所以还要包含接收测试。DDR信号质量的测试也是使用高带宽的示波器。对于DDR的信号，技术规范并没有给出DDR信号上升/下降时间的具体参数，因此用户只有根据使用芯片的实际快上升/下降时间来估算需要的示波器带宽。通常对于DDR3信号的测试，推荐的示波器和探头的带宽在8GHz;DDR4测试建议的测试系统带宽是12GHz;而DDR5测试则推荐使用16GHz以上带宽的示波器和探头系统。

1.目前，比较普遍使用中的DDR2的速度已经高达800Mbps，甚至更高的速度，如1066Mbps，而DDR3的速度已经高达1600Mbps。对于如此高的速度，从PCB的设计角度来帮大家分析，要做到严格的时序匹配，以满足信号的完整性，这里有很多的因素需要考虑，所有的这些因素都有可能相互影响。它们可以被分类为PCB叠层、阻抗、互联拓扑、时延匹配、串扰、信号及电源完整性和时序，目前，有很多EDA工具可以对它们进行很好的计算和仿真，其中CadenceALLEGROSI-230和Ansoft’sHFSS使用的比较多。显示了DDR2和DDR3所具有的共有技术要求和专有的技术要求什麽是DDR内存？如何测试？

8.PCBLayout在实际的PCB设计时，考虑到SI的要求，往往有很多的折中方案。通常，需要优先考虑对于那些对信号的完整性要求比较高的。画PCB时，当考虑以下的一些相关因素，那么对于设计PCB来说可靠性就会更高。1）首先，要在相关的EDA工具里设置好拓扑结构和相关约束。2）将BGA引脚突围，将ADDR/CMD/CNTRL引脚布置在DQ/DQS/DM字节组的中间，由于所有这些分组操作，为了尽可能少的信号交叉，一些的管脚也许会被交换到其它区域布线。3）由串扰仿真的结果可知，尽量减少短线（stubs）长度。通常，短线（stubs）是可以被削减的，但不是所有的管脚都做得到的。在BGA焊盘和存储器焊盘之间也许只需要两段的走线就可以实现了，但是此走线必须要很细，那么就提高了PCB的制作成本，而且，不是所有的走线都只需要两段的，除非使用微小的过孔和盘中孔的技术。终，考虑到信号完整性的容差和成本，可能选择折中的方案。DDR规范里关于信号建立保持是的定义；自动化DDR测试信号完整性测试

DDR工作原理与时序问题；自动化DDR测试信号完整性测试

实际的电源完整性是相当复杂的，其中要考虑到IC的封装、仿真信号的切换频率和PCB耗电网络。对于PCB设计来说，目标阻抗的去耦设计是相对来说比较简单的，也是比较实际的解决方案。在DDR的设计上有三类电源，它们是VDD、VTT和Vref。VDD的容差要求是5%，而其瞬间电流从Idd2到Idd7大小不同，详细在JEDEC里有叙述。通过电源层的平面电容和用的一定数量的去耦电容，可以做到电源完整性，其中去耦电容从10nF到10uF大小不同，共有10个左右。另外，表贴电容合适，它具有更小的焊接阻抗。Vref要求更加严格的容差性，但是它承载着比较小的电流。显然，它只需要很窄的走线，且通过一两个去耦电容就可以达到目标阻抗的要求。由于Vref相当重要，所以去耦电容的摆放尽量靠近器件的管脚。然而，对VTT的布线是具有相当大的挑战性，因为它不只要有严格的容差性，而且还有很大的瞬间电流，不过此电流的大小可以很容易的就计算出来。终，可以通过增加去耦电容来实现它的目标阻抗匹配。在4层板的PCB里，层之间的间距比较大，从而失去其电源层间的电容优势，所以，去耦电容的数量将增加，尤其是小于10nF的高频电容。详细的计算和仿真可以通过EDA工具来实现。自动化DDR测试信号完整性测试

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