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DDR
内存布线指导
在现代高速数字电路的设计过程中,
工程师总是不可避免的会与
DDR
或者
DDR2
,
SDRAM
打交道。
DDR
的
工作频率很高,因此,
DDR
的
Lay
out
也就成为了一个十分关键的问题,很多时候,
DDR
p>
的布线直接影
响着信号完整性。
下面本文针
对
DDR
的
Layout
问题进行讨论。
(
Micron
观点)
信号引脚说明
VSS
为数字地,
VSSQ
为信号地,若无特别说明,两者是
等效的。
VDD
为器件内核供电,
VD
DDQ
为器件的
DQ
和
I/O
供电,若无特别说明,两者是等效的。
对于
DRAM
来说,定义信号组如下:
?
?
?
?
?
p>
数字信号组
DQ
,
DQS
,
xDM
,其中每个字节又是内
部的一个信道
Lane
组,如
DQ0~
DQ7
,
DQS
,
LDM
为一个信号组。
地址信号组:
ADDRESS
命令
信号组:
CAS#
,
RAS#
,
WE#
控制信号组:
CS#
,
CKE
时钟信号组:
CK
,
CK#
印制电路板叠层,
PCB
Stackups
推荐使用
6
层电路板,分布如下:
电路板的阻抗控制在
50~60ohm
?
印制电路板的厚度选择为
1.57mm(62mil)
?
填充材料
Prepreg
厚度可变化范围是
4~6mil
?
电路板的填充材料的介电常数一般
变化范围是
3.6~4.5
,它的数值随着频率,温度等因素变
化。
FR-4
就是一种典型的介电材料,
在
100MHz
时的平均介电常数为
4.2
。推荐使用
FR-4
作为
PCB
的
填充材料,因为它便宜,更低的吸湿
性能,更低的电导性。
?
一般来说:
DQ
,
D
QS
和时钟信号线选择
VSS
作为参考
平面,因为
VSS
比较稳定,不易受到干扰;
< br>
地址
/
命令
/
控制信号线选择
VDD
作为
参考平面,因为这些信号线本身就含有噪声。
电路板的可扩展性
根据
JEDEC
标准,不同容量的内存芯片一般引脚兼容,为了实现电路板的可扩
展性,可以做如下处理,如
128Mb
与
256Mb
的兼容应用。
未用的
DQ
引脚
<
/p>
对于
x16
的
D
DR
器件来说,未用的引脚要作一定的处理。例如
x16
的
DDR
来说,
DQ
15
:
DQ8
未用,则处
理如下,
将相关的
UDM/DQMH
拉高用来屏蔽
DQ
线,
DQ1
5
:
DQ8
通过
1~10k
的电阻接地用来阻止迸发写时
的噪声。
端接技术
串行端接,
主要应用在负载
DDR
器件不大于
4<
/p>
个的情况下。
对于双向
I/O
信号来说,例如
DQ
,
串行端接电阻
Rs
放置在走线的中间,用来抑制振铃,过冲和下
冲。
对于单向的信号来说,例如地址线,控制线,串行端接电
阻放置在走线中间或者是信号的发送端,推荐
放置在信号的发送端。
说明:
DDR
的
CK
与
CK#
是差分信号,要用差分端接技术。
并
行端接,主要应用在负载
SDRAM
器件大于
< br>4
个,走线长度
>2inch
,
或者通过仿真验证需要并行端接的
情况下。
< br>并行端接电阻
Rt
取值大约为
2
Rs
,
Rs
的取值范围是
10~33ohm
,故
Rt
的取值范围为
22~66ohm
。
如果有必要的话,
所有
DDR
的数据,地址,命令,控制线都是
SSTL_
2
接口,
要使用
single-
ended Parallel
Termination
,如
上图。
CKE
也可以使用这种端接。
导线宽度和间距:
导线间距和导线宽
度
S1
,
S2
,
S3
的定义如下:
S1
表示同一信号组内两相邻导线之间的间距
?
S2
表示
不同信号组之间两相邻导线之间的间距
?
S3
表示导线的宽度
?
导线宽度选择为:
Recommended
S3
for functional signal sets:
DQ lines =4 mil
minimum, 6 mil nominal
DQS lines =4 mil
minimum, 6 mil nominal
Address lines
=4 mil minimum, 6 mil nominal
Command/control lines = 4 mil minimum,
6 mil nominal
Clock lines = 4 mil minimum, 6-10 mil
nominal
导线间距选择:
Signal Set
Signal
Spacing
Min
Nom
Type
Data/Data
strobe
DQ to DQ
DQ to DQS
DQS in byte #1 to DQS in byte lane #2
DQ and DM
Address
Command/Control
Clock
Adjacent address lines
Address lines
CAS#,RAS#,WE#,CS#,CKE
CK# to
CK
CK#(or CK in group of two)to DQS
line
S1
S2
S1
S2
S1
S2
S1
S1
S2
8
8
—
8
6
6
6
4
—
8
12
12
—
12
12
12
15
—
—
12
—
—
—
—
—
—
—
6
—
—
mil
mil
mil
mil
mil
mil
mil
mil
mil
mil
1
2
Max
Unit
Notes
Differential
pair
(CK,CK#)
to
any
other
signal
S2
几点说明:
1
、
DQS
一般布线的位置是数据信号组内同一信号组中
DQ
走线的中间,
因此
DQS
与
DQS
之间的间距一般
p>
不提;
2
、
p>
DQS
与时钟信号线不相邻;
3
、为了避免串扰,数据信号组与地址
/
命令
/
控制信号组之间的走线间距至少
20mil
,建议它
们在不同的信号层走线;<
/p>
4
、时钟信号组走线尽量在内层,用来
抑制
EMI
;
导线走线长度
:
所有
DDR
的差分时钟线
CK
与<
/p>
CK#
必须在同一层布线,
误差
+-20mil
,
最好在内层布线以抑制
EMI
。
如果系
统有
多个
DDR
器件的话,要用阻值
100
~200ohm
的电阻进行
差分端接
。
(1)
若时钟线的分叉点到
DDR
器件的走线长度
<1000mil
p>
,要使用
100~120ohm
的差分端接
,
如下图:
(2)
若时钟线的分叉点到
DDR<
/p>
器件的走线长度
>1000mil
,
p>
要使用
200~240ohm
的电阻差分端
接,
因为两个
200~240ohm
的
电阻并联值正好为
100~120ohm
。
如下图所示。
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