DDR3布線的那些事兒(一)


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對於DDR3的布線我們應該注意那些問題呢?
下面我們以64位DDR3為例 :(注意:設計要求會因為芯片公司而有差異,具體以芯片手冊要求的為准。)
首先是數據線,數據線分組如下:

GROUP0:

DQ0-DQ7,DQM0,DQS0P/DQS0N;

 

GROUP1:

DQ8-DQ15,DQM1,DQS1P/DQS1N;

 

GROUP2:

DQ16-DQ23,DQM2,DQS2P/DQS2N; 

 

GROUP3:

DQ24-DQ31,DQM3,DQS3P/DQS3N;

 

GROUP4:

DQ32-DQ39,DQM4,DQS4P/DQS4N;

 

GROUP5:

DQ40-DQ47,DQM5,DQS5P/DQS5N;

 

GROUP6:

DQ48-DQ55,DQM6,DQS6P/DQS6N;

 

GROUP7:

DQ46-DQ63,DQM7,DQS7P/DQS7N;


數據線其拓撲是點對點的形式,拓撲如下所示: 

圖1:DQ拓撲   DQS拓撲如下:      

圖2:DQS拓撲

                                                                           

數據線布線注意事項:

1.同組同層,如:GROUP1,同一組數據線要走在一起,並要走在相同層面; 所有的數據線優先考慮以GND平面為參考平面;

2.走線間距:組內按3H(說明:H指的是到主參考平面的高度,本文中所使用的間距為中心間距)原則;組間間距要5H以上;DQS和DQ的間距按5H設計;

3.DQS等長:對於DQS差分線的線間距要小於2倍的線寬(緊耦合設計);差分對內長度誤差控制在5mil以內; 組內等長以DQS為基准,等長控制在20mil以內且盡可能的即時等長;

4.數據線在滿足和時鍾的時序關系外,還需注意最長的長度要求(例如Intel Romley要求不超過6500mil),具體的以芯片手冊要求的為准;

而對於控制線、地址線、時鍾線 分組如下: 
GROUP8:Address ADDR0-ADDR14 共15根地址線;

GROUP9:Clock   CLK、CLKN差分對;

GROUP10:Control 包括WE、CAS、RAS、CS0、CS1、ODT0、ODT1、BA0、BA1、BA2等; 

圖3:時鍾地址、控制線拓撲參考圖

圖4:地址、控制線
對於拓撲結構一定要看芯片是否支持讀寫平衡(Read and Write Leveling)。
如果不支持和DDR2一樣按T拓撲處理。(保證CPU到DDR各支點等長,注意終端電阻要接到最大的T點上)

支持讀寫平衡情況下: 
2-4片顆粒:走T點或是Fly-by都可以; 
4片及以上顆粒:建議走Fly-by。
下面是4顆粒DDR3按T和FLY-BY 拓撲結構的實例: 

圖5:4顆粒T型拓撲處理方式  

圖6:4顆粒FLY-BY拓撲處理方式 
而對於FLY-BY的拓撲結構 ,要注意以下幾點:

1. 間距 組內按3H(說明:H指的是到主參考平面的高度,中心間距3H,)原則;組間間距要5H以上;CLK和ADD/CMD等的間距按5H設計;                   

2.盡量同組同層完成走線且有完整參考平面(GND/power);                                                                          3.各個DDR顆粒間的走線,盡量用COPY,長度誤差在20mil以內(推薦5mil);若因結構限制,最大不能超過100mil;
4. 時鍾線推薦帶狀線布線以(GND/POWER為參考平面); 時鍾要緊耦合設計,對內等長控制在5MIL以內;源端和終端匹配的走線,長度不要太長(推薦300 mil以內)
5.終端(上拉)電阻要放在最后一個DDR顆粒(末端),且走線長度小於500mil;   
6.在有多個負載時,為了減少串擾和加大負載容性補償,到第一個顆粒(主干道)的走線阻抗可以比到后面的走線阻抗偏小點,5-8歐姆左右。                                        7.Add/Com/Ctrl/Clk網絡從控制器到第一個DDR顆粒的走線長度不要超過6000mil,到最后一個DDR顆粒不要超過12000mil。
8.在多個考慮表底貼時分支的節點走線長度小於200mil且盡量等長.  

圖7:表底貼T型拓撲處理方式  
本期對於DDR3的布線要求先說到這里,對於設計中還有那些重點需要關注和設計的我們將在下期繼續講解。


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