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DDR硬件设计的四大注意要点

? 2018年01月26日 01:16 ? 次阅读

心博天下娱乐平台 www.syycw.cn DDR硬件设计要点

1. 电源DDR的电源可以分为三类:

a主电源VDD和VDDQ,主电源的要求是VDDQ=VDD,VDDQ是给IO buffer供电的电源,VDD是给但是一般的使用中都是把VDDQ和VDD合成一个电源使用。

有的芯片还有VDDL,是给DLL供电的,也和VDD使用同一电源即可。电源设计时,需要考虑电压,电流是否满足要求,电源的上电顺序和电源的上电时间,单调性等。电源电压的要求一般在±5%以内。电流需要根据使用的不同芯片,及芯片个数等进行计算。由于DDR的电流一般都比较大,所以PCB设计时,如果有一个完整的电源平面铺到管脚上,是最理想的状态,并且在电源入口加大电容储能,每个管脚上加一个100nF~10nF的小电容滤波。

b参考电源Vref,参考电源Vref要求跟随VDDQ,并且Vref=VDDQ/2,所以可以使用电源芯片提供,也可以采用电阻分压的方式得到。由于Vref一般电流较小,在几个mA~几十mA的数量级,所以用电阻分压的方式,即节约成本,又能在布局上比较灵活,放置的离Vref管脚比较近,紧密的跟随VDDQ电压,所以建议使用此种方式。需要注意分压用的电阻在100~10K均可,需要使用1%精度的电阻。 Vref参考电压的每个管脚上需要加10nF的点容滤波,并且每个分压电阻上也并联一个电容较好。

C、用于匹配的电压VTT(Tracking TerminaTIon Voltage)

VTT为匹配电阻上拉到的电源,VTT=VDDQ/2。DDR的设计中,根据拓扑结构的不同,有的设计使用不到VTT,如控制器带的DDR器件比较少的情况下。如果使用VTT,则VTT的电流要求是比较大的,所以需要走线使用铜皮铺过去。并且VTT要求电源即可以吸电流,又可以灌电流才可以。一般情况下可以使用专门为DDR设计的产生VTT的电源芯片来满足要求。

而且,每个拉到VTT的电阻旁一般放一个10Nf~100nF的电容,整个VTT电路上需要有uF级大电容进行储能。

在华为的设计中,在使用DDR颗粒的情况下,已经基本全部不使用VTT电源,全部采用电阻上下拉的戴维南匹配,只有在使用内存条的情况下才使用VTT电源。

一般情况下,DDR的数据线都是一驱一的拓扑结构,且DDR2和DDR3内部都有ODT做匹配,所以不需要拉到VTT做匹配即可得到较好的信号质量。DDR2的地址和控制信号线如果是多负载的情况下,会有一驱多,并且内部没有ODT,其拓扑结构为走T型的结构,所以常常需要使用VTT进行信号质量的匹配控制。DDR3可以采用Fly-by方式走线:

一个DDR3设计案例,来分析对比采用高阻抗负载走线和采用主线和负载走线同阻抗两种情况的差异。

如上图,Case1采用的是从内层控制器到各个SDRAM均为50ohm的阻抗设计。Case2则采用了主线40ohm,负载线60ohm的设计。对此通过仿真工具进行对比分析。

从以上仿真波形可以看出,使用较高阻抗负载走线的Case2在信号质量上明显优于分支主线都采用同一种阻抗的Case1设计。而且对靠近驱动端的负载影响最大,远离驱动端的最末端的负载影响较小。这个正是前面所分析到的,负载的分布电容导致了负载线部分的阻抗降低,如果采用主线和负载线同阻抗设计,反而导致了阻抗不连续的发生。把负载走线设计为较高的阻抗,用于平衡负载引入的分布电容,从而可以达到整条走线阻抗平衡的目的。

通过提高负载走线阻抗来平衡负载电容的做法,其实在以往的菊花链设计中是经常用到的方法。DDR3称这种拓扑为fly-by,其实是有一定的含义的,意在强调负载stub走线足够的短。

2. 时钟

DDR的时钟为差分走线,一般使用终端并联100欧姆的匹配方式,差分走线差分对控制阻抗为100ohm,单端线50ohm。需要注意的是,差分线也可以使用串联匹配,使用串联匹配的好处是可以控制差分信号的上升沿缓度,对EMI可能会有一定的作用。

3. 数据和DQS

DQS信号相当于数据信号的参考时钟,它在走线时需要保持和CLK信号保持等长。DQS在DDR2以下为单端信号,DDR2可作为差分信号,也可做单端,做单端时需要将DQS-接地,而DDR3为差分信号,需要走线100ohm差分线。由于内部有ODT,所以DQS不需要终端并联100ohm电阻。每8bit数据信号对应一组DQS信号。

DQS信号在走线时需要与同组的DQS信号保持等长,控制单端50ohm的阻抗。在写数据时,DQ和DQS的中间对齐,在读数据时,DQ和DQS的边沿对齐。DQ信号多为一驱一,并且DDR2和DDR3有内部的ODT匹配,所以一般在进行串联匹配就可以了。

4. 地址和控制

地址和控制信号速度没有DQ的速度快,以时钟的上升沿为依据采样,所以需要与时钟走线保持等长。但如果使用多片DDR时,地址和控制信号为一驱多的关系,需要注意匹配方式是否适合。

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msp430介绍_msp430上拉电阻的使用

MSP430的输入输出均可以设置上拉和下拉电阻。上下拉是否开启是由REN寄存器决定的,而是上拉还是下...

发表于 2018-01-12 10:23 ? 359次阅读
msp430介绍_msp430上拉电阻的使用

msp432介绍_msp432的特点

MSP432MCU具有大量集成功能(包括MSP432P4的高性能ADC和低功耗以及MSP432E4的...

发表于 2018-01-12 10:08 ? 585次阅读
msp432介绍_msp432的特点

MCU+MPU双处理器架构的电力馈线终端设计方案

目前市面上大多电力FTU产品均采用MCU+MPU双处理器架构,以利用MCU的实时性和MPU上运行的稳...

发表于 2018-01-12 09:24 ? 2604次阅读
MCU+MPU双处理器架构的电力馈线终端设计方案

未来16位MCU市场逐渐萎缩 并重新定义 MC...

在ARM核心的开放开发环境之下,研发人员利用32位元微控制器(MCU)开发应用的成本逐渐降低,芯片价...

发表于 2018-01-10 14:43 ? 1553次阅读
未来16位MCU市场逐渐萎缩  并重新定义 MC...

STM32 系列MCU 不同型号的移植步骤解析

STM32 系列MCU 不同型号的移植!

发表于 2018-01-10 10:45 ? 1800次阅读
STM32 系列MCU 不同型号的移植步骤解析

基于PIC16F1779的8位MCU高性能LED...

开关模式可调光LED驱动器凭借其高效性以及对LED电流的精确控制而闻名。这类LED驱动器还可以提供调...

发表于 2018-01-07 10:17 ? 1857次阅读
基于PIC16F1779的8位MCU高性能LED...

初学者必看,详解硬件电路设计过程与电源电路解析

献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板...

发表于 2018-01-07 10:10 ? 4664次阅读
初学者必看,详解硬件电路设计过程与电源电路解析

华大半导体提出了“一静一动”的产品布局 深度挖掘...

在整个物联网蓬勃发展的当下,华大半导体提出了“一静一动”的产品布局:通过超低功耗技术紧扣各类终端设备...

发表于 2018-01-06 10:03 ? 1431次阅读
华大半导体提出了“一静一动”的产品布局 深度挖掘...

对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

ARM处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。更早称作Acorn...

发表于 2018-01-05 11:36 ? 1048次阅读
对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

详细剖析在嵌入式系统开发中选择适合的MCU平台

随着物联网产业的蓬勃发展,出现的问题也越来越多:MCU平台怎样能让开发的产品更好地做到安全的互联互通...

发表于 2018-01-05 10:49 ? 1123次阅读
详细剖析在嵌入式系统开发中选择适合的MCU平台

一文让你了解MCU及物联网操作系统演进

NXP市场总监王维MCU与IoT OS演进的演讲实录。

发表于 2018-01-03 07:20 ? 3418次阅读
一文让你了解MCU及物联网操作系统演进

聚焦三大产品线,华大半导体展示最强“中国芯”!

随着国内集成电路产业快速发展,相关厂商也迎来了良好的发展机遇,其中一直由国外厂商把控的MCU市场也迎...

发表于 2018-01-02 11:33 ? 2538次阅读
聚焦三大产品线,华大半导体展示最强“中国芯”!

探讨当今不断增强的嵌入式 MCU 的丰富功能以及...

作为物联网产品的核心, MCU 是否合适是满足客户当前和未来需求的关键。本文将探讨当今不断增强的嵌入...

发表于 2017-12-28 09:18 ? 1390次阅读
探讨当今不断增强的嵌入式 MCU 的丰富功能以及...

对MCU破解技术做个简单分析

大家可能都知道破解51单片机是很容易的,但为什么容易,又是如何来破解的,可能很多人就不大清楚了,我在...

发表于 2017-12-26 09:16 ? 1151次阅读
对MCU破解技术做个简单分析

一文读懂嵌入式LCD的接口和驱动方式,赶紧收藏起...

LCD的接口有多种,分类很细。主要看LCD的驱动方式和控制方式,目前手机上的彩色LCD的连接方式一般...

发表于 2017-12-26 07:22 ? 2106次阅读
一文读懂嵌入式LCD的接口和驱动方式,赶紧收藏起...

基于8键控制8灯显示设计与仿真

用8个按键(K0-K7)控制8个发光二极管,每个按键独自控制1个LED的亮灭,当按下K0时,对应D0...

发表于 2017-12-25 16:48 ? 1312次阅读
基于8键控制8灯显示设计与仿真

对比了8位MCU和32位MCU的使用案例来作为选...

该如何对8位以及32位的MCU进行选择?8位和32位MCU在功能上仍是互为辅助、各有千秋,这其中的诀...

发表于 2017-12-25 15:59 ? 1112次阅读
对比了8位MCU和32位MCU的使用案例来作为选...

MCU明年持续供不应求涨价继续

欧洲半导体巨头NXP公司对其代理商发出了涨价通知。通知称,将从2018年第一季度开始对NXP旗下MC...

发表于 2017-12-25 11:27 ? 1309次阅读
MCU明年持续供不应求涨价继续

华大半导体国产工控MCU的希望

在物联网时代,各类终端需求的持续发酵下,市场重燃了对MCU这个已面世数十年产品的热情。无论是国际知名...

发表于 2017-12-22 14:34 ? 1801次阅读
华大半导体国产工控MCU的希望

MCU即结构与组成以及破解MCU方法及预防措施

MCU器件,除数字I/O端口外,还有ADC模拟量输入、输出端口,输入信号经内部A/D转换电路,变换为...

发表于 2017-12-22 14:21 ? 1280次阅读
MCU即结构与组成以及破解MCU方法及预防措施

NXP率先上调MCU价格 ST意法半导体有意更跟...

随着mcu的市场需求不断扩大,导致MCU供应短缺,有机构预计2020年全球MCU市场规模将超过200...

发表于 2017-12-22 10:14 ? 312次阅读
NXP率先上调MCU价格 ST意法半导体有意更跟...

一款非常实用的MCU的智能照明平台设计

越来越多的照明控制方案出现在现在的照明工业中,因此电源的设计、灯的驱动电路、安全保护、管理接口等各方...

发表于 2017-12-19 09:08 ? 1905次阅读
一款非常实用的MCU的智能照明平台设计

如何破解MCU的方法及其预防措施

本文对于志在研究MCU防护的同学,能给很多参考思路,但对于想当黑客的人,后果自负...

发表于 2017-12-17 08:05 ? 6111次阅读
如何破解MCU的方法及其预防措施

基于MCU和nRF24L01的无线通信系统设计

介绍了利用高性能MCU和nRF24L01芯片设计的网络化无线通讯系统,说明了其软硬件设计要点。该系统...

发表于 2017-12-15 14:32 ? 295次阅读
基于MCU和nRF24L01的无线通信系统设计