[轉]DDR相關的一些基礎知識


ODT ( On-DieTermination ,片內終結)
ODT 也是 DDR2 相對於 DDR1 的關鍵技術突破,所謂的終結(端接),就是讓信號被電路的終端吸

收掉,而不會在電路上形成反射, 造成對后面信號的影響。 顧名思義, ODT 就是將端接電阻移植

到了芯片內部,主板上不再有端接電路。在進入DDR 時代, DDR 內存對工作環境提出更高的要求,如

果先前發出的信號不能被電路終端完全吸收掉而在電路上形成反射現象, 就會對后面信號的影響造成

運算出錯。因此目前支持DDR主板都是通過采用終結電阻來解決這個問題。 由於每根數據線至少需要

一個終結電阻, 這意味着每塊DDR 主板需要大量的終結電阻, 這也無形中增加了主板的生產成本 ,

而且由於不同的內存模組對終結電阻的要求不可能完全一樣,也造成了所謂的“內存兼容性問題”。

而在DDR-II 中加入了 ODT功能,當在DRAM 模組工作時把終結電阻器關掉, 而對於不工作的 DRAM 模

組則進行終結操作,起到減少信號反射的作用,如下圖二所示。ODT 的功能與禁止由主控芯片控制,

在開機進行 EMRS 時進行設置, ODT 所終結的信號包括 DQS 、DQS# 、DQ 、DM 等。這樣可以產生

更干凈的信號品質,從而產生更高的內存時鍾頻率速度。而將終結電阻設計在內存芯片之上還可以簡

化主板的設計,降低了主板的成本, 而且終結電阻器可以和內存顆粒的“特性”相符, 從而減少內

存與主板的兼容問題的出現

 

 

                            

                圖二 0DT端接示意圖

ZQ 校准

如下圖三所示, ZQ 是DDR3一個新增的引腳,在這個引腳上接有一個 240 歐姆的低公差參考電阻。

這個引腳通過一個命令集,通過片上校准引擎( ODCE ,On-DieCalibrationEngine )來自動校

驗數據輸出驅動器導通電阻與 ODT 的終結電阻值。 當系統發出這一指令之后, 將用相應的時

鍾周期 (在加電與初始化之后用 512 個時鍾周期,在退出自刷新操作后用 256 時鍾周期、在

其他情況下用 64個時鍾周期)對導通電阻和 ODT 電阻進行重新校准。

  ODT是終端匹配,那就是要在你的信號線終端上拉一個電阻,但是這個內部電阻隨着溫度會

有些細微的變化,為了保證信號被准確的進行終端匹配,就需要ZQ了,ZQ的作用就是使用你外面

連接的,高精度240R電阻來對這個內部的電阻進行校准,

 

                圖三 Reset 及 ZQ 引腳

 

 

外驅動調校 OCD ( Off-ChipDriver )
OCD 是在 DDR-II 開始加入的新功能,而且這個功能是可選的,有的資料上面又叫離線驅動

調整。 OCD的主要作用在於調整 I/O 接口端的電壓,來補償上拉與下拉電阻值, 從而調整

DQS 與 DQ 之間的同步確保信號的完整與可靠性。 調校期間,分別測試 DQS 高電平和 DQ

高電平,以及 DQS 低電平和 DQ 高電平的同步情況。 如果不滿足要求,則通過設定突發長

度的地址線來傳送上拉 / 下拉電阻等級(加一檔或減一檔),直到測試合格才退出 OCD 操作,

通過 OCD 操作來減少 DQ 、 DQS的傾斜從而提高信號的完整性及控制電壓來提高信號品質。

具體調校如下圖一所示。

不過,由於在一般情況下對應用環境穩定程度要求並不太高,只要存在差分 DQS時就基本可以

保證同步的准確性, 而且 OCD 的調整對其他操作也有一定影響, 因此 OCD 功能在普通台式

機上並沒有什么作用,其優點主要體現在對數據完整性非常敏感的服務器等高端產品領域。

 

 

 

             圖一 OCD 

 

VREFCA & VREFDQ

 

對於內存系統工作非常重要的參考電壓信號VREF,在DDR3系統中將VREF分為兩個信號。一個是為

命令與地址信號服務的VREFCA,另一個是為數據總線服務的VREFDQ,它將有效的提高系統數據總

線的信噪等級,如下圖四所示。

 

      圖4

 

重置(Reset)

重置是DDR3新增的一項重要功能,並為此專門准備了一個引腳。這一引腳將使DDR3的初始化處理變得簡單。

當Reset命令有效時,DDR3 內存將停止所有的操作,並切換至最少量活動的狀態,以節約電力。在Reset期間,

DDR3內存將關閉內在的大部分功能,所有數據接收與發送器都將關閉,且所有內部的程序裝置將復位,

DLL(延遲鎖相環路)與時鍾電路將停止工作,甚至不理睬數據總線上的任何動靜。這樣一來,該功能將

使DDR3達到最節省電力的目的,新增的引腳如下圖三所示。

Data Mask(DM)

數據掩膜功能也稱為部分寫。只支持x8和x16配置。DM功能與DBI和TDQS功能共用相同的管腳。DM功能只用於寫操作,且不能與寫DBI功能同時使能。

 

應該說TDQS功能的優先級最高,如果使能了TDQS那么DM和DBI功能都被禁止

如果禁止了TDQS功能,才允許DM和DBI發揮作用。但有點我不太明白,DBI好像沒有和TDQS及DM共用管腳啊

 

終端數據選通Termination Data Strobe (TDQS)

對於x8的DIMMs,每一個8位字節需要一個DQ選通道對(DQS/DQS#);對於x4的DIMMs,第半個

字節需要一對DQ選通對(DQS/DQS#)。當這兩種不同的DIMM混合應用在同一個系統時,DQS

的負載就會不同,這樣會造成信號完整性問題。TDQS就是為了解決這個問題的。

  TDQS只用於x8 DRAM,不過TDQS還會和DM共同用用DM功能。

RDIMM0是x4 DRAM, RDIMM1是x8 DRAM,     由x4組成的RDIMM需要兩個DQ選通對,其中一對連

接到x8的RDIMM1上實現同樣的功能,另一個選通對對於RDIMM1是沒有用處的,但是連接到了

TDSQ對上,當使能TDQS后,可以保證所有的選通腳負載一樣。這樣保證了信號的完整性。

 

 

 

ZQ校准

關於ZQ校正有兩個命令ZQCL (ZQ CALIBRATION LONG )和ZQ CALIBRATION SHORT (ZQCS)

ZQCL主要用於系統上電初始化和器件復位,一次完整的ZQCL需要512個時鍾周期,在隨后(初始化和復位之后),校准一次的時間要減少到256周期。

ZQCS在正常操作時跟蹤連續的電壓和溫度變化,ZQCS需要64個時鍾周期。

 

 

ZQ 校准時序

在RESET之后的第一次ZQCL必須要512個時鍾(tZQINIT)周期進行一次完整的校准。在之后 ZQCL 必須要tZQOPER(256個時鍾周期)

      ZQCS命令在除了ATCIVITIES的任何時間發送,

所有的BANK必須Precharged 並要滿足tRP的時間要求,


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