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DDR简介与信号和协议测试

DDR/LPDDR简介

目前在计算机主板和各种嵌入式的应用中，存储器是必不可少的。常用的存储器有两 种： 一种是非易失性的，即掉电不会丢失数据，常用的有Flash(闪存)或者ROM(Read-Only Memory),这种存储器速度较慢，主要用于存储程序代码、文件以及长久的数据信息等；另 一种是易失性的，即掉电会丢失数据，常用的有RAM(Random Access Memory,随机存储 器),这种存储器运行速度较快，主要用于程序运行时的程序或者数据缓存等。图5.1是市 面上一些主流存储器类型的划分。 DDR4存储器设计的信号完整性。眼图测试DDR一致性测试联系人

通常测量眼图很有效的一种方法就是使用示波器的眼图测量功能，即用时钟做触发对数 据信号进行累积，看累积结果的差情况是否在可以容许的范围内。但遗憾的是，想用这种 方法直接测量DDR的信号质量非常困难，因为DDR信号读写时序是不一样的。

可以看到，写数据(DQ)的跳变位置对应着锁存信号(DQS)的中心，而 读数据的跳变位置却对应着锁存信号的边沿，而且在总线上还有三态，因此如果直接用DQS 触发对DQ累积进行眼图测量的话，会得到的结果。 自动化DDR一致性测试商家DDR、DDR2、DDR3、DDR4都有什么区别？

DDR地址、命令总线的一致性测试

DDR的地址、命令总线的信号完整性测试主要测试其波形和时序参数。地址总线An、 命令总线/RAS、/CAS、/WE、/CS需要测试的信号品质主要包括：Vmax （最大电压值）；Vmin （小电压值）；Overshoot （过冲）和Undershoot （下冲）的持续时间的大值；Slew Rate （斜率）；Ringback （回沟）等。还需要测试相对于时钟边沿的Setup Time （建立时间）和Hold Time （保持时间）。建立时间和保持时间的定义如图7.134所示，其中加为建立时间，如为 保持时间，针对DDR400,加和如为0.7ns。

DDR总线概览

从测试角度看，因为DQS和DQ都是三态信 号，在PCB走线上双向传输。在读操作时，DQS信号的边沿在时序上与DQ的信号边沿处对 齐，而在写操作时，DQS信号的边沿在时序上与DQ信号的中心处对齐，参考图7-132,这给 测试验证带来了巨大的挑战：把读信号与写信号分开是非常困难的！

址/命令总线是时钟的上升沿有效，其中，命令由/CS （片选）、/RAS、 /CAS、/WE （写使能）决定，比如读命令为LHLH,写命令为LHLL等。操作命令有很多， 主要是 NOP （空操作）、Active （）、Write> Read^ Precharge （Bank 关闭）、Auto Refresh 或Self Refresh （自动刷新或自刷新）等（详细内容请参考《Jedec规范JESD79）））。数据总 线由DQS的上升沿和下降沿判断数据DQ的0与1。

DDR总线PCB走线多，速度快，时序和操作命令复杂，很容易出现失效问题，为此我 们经常用示波器进行DDR总线的信号完整性测试和分析。通常的测试内容包括：时钟总线的 信号完整性测试分析；地址、命令总线的信号完整性测试分析；数据总线的信号完整性测试 分析。下面从这三个方面分别讨论DDR总线的信号完整性测试和分析技术。 DDR2 和 LPDDR2 一致性测试软件。

DDR5的接收端容限测试

前面我们在介绍USB3 . 0、PCIe等高速串行总线的测试时提到过很多高速的串行总线 由于接收端放置有均衡器，因此需要进行接收容限的测试以验证接收均衡器和CDR在恶劣 信 号 下 的 表 现 。 对 于 D D R 来 说 ， D D R 4 及 之 前 的 总 线 接 收 端 还 相 对 比 较 简 单 ， 只 是 做 一 些 匹配、时延、阈值的调整。但到了DDR5时代(图5 . 19),由于信号速率更高，因此接收端也 开 始 采 用 很 多 高 速 串 行 总 线 中 使 用 的 可 变 增 益 调 整 以 及 均 衡 器 技 术 ， 这 也 使 得 D D R 5 测 试 中必须关注接收均衡器的影响，这是之前的DDR测试中不曾涉及的。 DDR眼图读写分离的传统方法。眼图测试DDR一致性测试联系人

什么是DDR DDR2 DDR3 DDR4 DDR5;眼图测试DDR一致性测试联系人

通常我们会以时钟为基准对数据信号叠加形成眼图，但这种简单的方法对于DDR信 号不太适用。DDR总线上信号的读、写和三态都混在一起，因此需要对信号进行分离后再进 行测量分析。传统上有以下几种方法用来进行读/写信号的分离，但都存在一定的缺点。

(1)根据读/写Preamble的宽度不同进行分离(针对DDR2信号)。Preamble是每个Burst的数据传输开始前，DQS信号从高阻态到发出有效的锁存边沿前的  一段准备时间，有些芯片的读时序和写时序的Preamble的宽度可能是不一样的，因此可以  用示波器的脉冲宽度触发功能进行分离。但由于JEDEC并没有严格规定写时序的  Preamble宽度的上限，因此如果芯片的读/写时序的Preamble的宽度接近则不能进行分  离。另外，对于DDR3来说，读时序的Preamble可能是正电平也可能是负电平；对于  DDR4来说，读/写时序的Preamble几乎一样，这都使得触发更加难以设置。 眼图测试DDR一致性测试联系人