作者:黃剛
對于做過DDR模塊的PCB工程師來說有沒有過這樣的體驗,在板子小密度高的情況下,要是突然發現原理圖上沒有那一大把地址信號的端接電阻,他們的心情一定會是這樣的…
掐指一算,基本上一個DDR的通道,地址控制信號加起來差不多達到20根,也就是說硬件工程師的小手一揮,對于PCB工程師就是一筆福利,尤其在目前板上走線密度越來越大,層數越來越少的情況下,PCB工程師差點就是給你一個大大的擁抱。當然從成本的角度看,要是一個板子有好幾個DDR通道,而且是大批量生產的話,你們的老板估計也會給你們加個雞腿吧。
但是爽歸爽,端接電阻卻不是說去掉就能去掉的,你要去掉的前提肯定是要保證能夠跑通!這對于速率高的DDR模塊,例如DDR4,而且一個通道有4個顆粒的DDR模塊來說,問一下作為硬件工程師的你們,敢試試嗎?
我們先說點輕松的吧,一般來說,常用的1拖4的DDR拓撲結構一般有兩種,就是我們常見的fly-by拓撲和T拓撲,他們大概的示意圖如下所示:
當然兩者都可以加上相應的端接電阻來組成一個更為完善的拓撲,從外形來看,Fly-by拓撲是從頭到尾進行串聯的組合,T拓撲是以控制器到每個顆粒時間大致相等為前提的組合。關于這兩種拓撲間的端接電阻如何選擇及相關的原理,可以觀看高速先生下面這個很詳細的端接視頻哈。
那么本案例來了,因為項目需要大批量的生產,因此客戶想實現盡量省成本的DDR4模塊設計,省成本的意思是對于DDR4模塊來說,客戶提出了能不能把地址信號的端接電阻省掉,由于省掉端接電阻之后,那么同時也可以節省一個VTT的電源轉換芯片,也就是我們經常說的1.2V轉0.6V給VTT端接電阻供電的電源。很顯然這是一個非常規的設計,尤其對于2400Mbps的DDR4而言。高速先生其實之前也很少遇到這樣的客戶需求,在這么高速的DDR4模塊中,而且還是4個顆粒的情況下,高速先生也是慢慢去嘗試不同的拓撲帶來的效果。
當然一開始高速先生還是希望在比較傳統的Fly-by拓撲中實現,就是以下的拓撲了。
但是在這個傳統的單面放置4個顆粒的Fly-by拓撲中,高速先生并沒有得到想要的答案,它的波形說明了在Fly-by拓撲中基本上不太可能做到。
那么是不是就不能實現了呢?從上面Fly-by拓撲不加端接電阻的眼圖結果來看,差的可不是一丁半點,Fly-by拓撲走不通,高速先生因此(也只能)把眼光轉向T拓撲,經過詳細的前期評估(此處忽略N個字哈),高速先生狠下心把拓撲定成如下的樣子:
沒錯,就是上面的這種T拓撲,而且是正反貼的T拓撲,從空間利用來看它會更有優勢,你可以認為它只需要上面單面貼的Fly-by拓撲的一半位置就可以啦。那么它的信號質量到底能不能比Fly-by拓撲好呢?
之所以要打這個廣告,就是想讓大家先去看看高速先生隊長的端接視頻,看看能不能從中得到一些靈感哈。好了,那我們精心設計的T拓撲的信號質量到底能不能比Fly-by拓撲好呢?我們給出了它的驗證結果,讓我們驚訝的是(在我們的意料之內),居然還是不錯的。
這讓高速先生看到了4個DDR顆粒也可以不用端接電阻的可能性,因此高速先生在T拓撲的結構中再進行仔細的優化,包括阻抗優化,長度優化,疊層優化等等一系列的操作之后,大膽的完成了該設計并進行投板驗證,客戶調試后反饋過來的結果也讓大家松了一口氣。
高速先生到最后有必要再多說兩句哈,無論如何,去掉端接電阻的DDR設計我們都認為是非常規的設計,最好不要只通過單純的設計進行保證,如果大家真的有這樣的想法和需求的話,最好的方式就是…
審核編輯:符乾江
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