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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 一致性测试软件；信号完整性测试DDR一致性测试信号完整性测试

由于DDR5工作时钟比较高到3.2GHz,系统裕量很小，因此信号的 随机和确定性抖动对于数据的正确传输至关重要，需要考虑热噪声引入的RJ、电源噪声引 入的PJ、传输通道损耗带来的DJ等影响。DDR5的测试项目比DDR4也更加复杂。比如 其新增了nUI抖动测试项目，并且需要像很多高速串行总线一样对抖动进行分解并评估 RJ、DJ等不同分量的影响。另外，由于高速的DDR5芯片内部都有均衡器芯片，因此实际 进行信号波形测试时也需要考虑模拟均衡器对信号的影响。图5.16展示了典型的DDR5 和LPDDR5测试软件的使用界面和一部分测试结果。DDR测试DDR一致性测试修理DDR、DDR2、DDR3、DDR4 调试和验证的总线解码器。

由于读/写时序不一样造成的另一个问题是眼图的测量。在DDR3及之前的规范中没 有要求进行眼图测试，但是很多时候眼图测试是一种快速、直观衡量信号质量的方法，所以 许多用户希望通过眼图来评估信号质量。而对于DDR4的信号来说，由于时间和幅度的余量更小，必须考虑随机抖动和随机噪声带来的误码率的影响，而不是做简单的建立/保  持时间的测量。因此在DDR4的测试要求中，就需要像很多高速串行总线一样对信号叠加  生成眼图，并根据误码率要求进行随机成分的外推，然后与要求的小信号张开窗口(类似  模板)进行比较。图5 . 8是DDR4规范中建议的眼图张开窗口的测量方法(参考资料： JEDEC     STANDARD    DDR4     SDRAM,JESD79-4)。

按照存储信息方式的不同，随机存储器又分为静态随机存储器SRAM(Static RAM)和 动态随机存储器DRAM(Dynamic RAM)。SRAM运行速度较快、时延小、控制简单，但是 SRAM每比特的数据存储需要多个晶体管，不容易实现大的存储容量，主要用于一些对时 延和速度有要求但又不需要太大容量的场合，如一些CPU芯片内置的缓存等。DRAM的 时延比SRAM大，而且需要定期的刷新，控制电路相对复杂。但是由于DRAM每比特数据存储只需要一个晶体管，因此具有集成度高、功耗低、容量大、成本低等特点，目前已经成为大 容量RAM的主流，典型的如现在的PC、服务器、嵌入式系统上用的大容量内存都是DRAM。用于 DDR、DDR2、DDR3、DDR4 调试和验证的总线解码器。

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原理及物理层一致性测试；信号完整性测试DDR一致性测试信号完整性测试

DDR4 和 LPDDR4 一致性测试软件。信号完整性测试DDR一致性测试信号完整性测试

制定DDR 内存规范的标准化组织是JEDEC(Joint Electron Device Engineering  Council,)。按照JEDEC组织的定义， DDR4 的比较高数据速率已经 达到了3200MT/s以上，DDR5的比较高数据速率则达到了6400MT/s以上。在2016年之 前，LPDDR的速率发展一直比同一代的DDR要慢一点。但是从LPDDR4开始，由于高性 能移动终端的发展，LPDDR4的速率开始赶超DDR4。LPDDR5更是比DDR5抢先一步在 2019年完成标准制定，并于2020年在的移动终端上开始使用。DDR5的规范 (JESD79-5)于2020年发布，并在2021年开始配合Intel等公司的新一代服务器平台走向商 用。图5.2展示了DRAM技术速率的发展。信号完整性测试DDR一致性测试信号完整性测试

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