DDR测试技术和工具是否跟上了时代步伐?

2011-04-02 21:06:40来源: EEWORLD

  DDR是双倍数据速率的内存,如今大多数计算机系统、服务器产品的主流存储器技术,并且不断向嵌入式系统应用领域渗透。孰不知,随着iPhone等大牌智能手机的采纳,DDR内存俨然成为智能手机转变的方向之一,例如韩国泛泰去年底最新推出的Android智能手机Vega X就搭载了512MB的DDR2内存。

  DDR技术不断发展,并行总线达到了串行技术的速度,时钟速度达到1GHz。目前,DDR3现在已经具备1.6Gb/s的数据速率,而DDR3-1866及更高速率版本正在开发中,很快就会出现在市场上。目前主流的DDR2也有多种速度、多种容量和多种规格,从DDR-266的266MT/S、133MHz、2.5V电压,已经发展到了现在的DDR2-1066的1066MT/S、533MHz、1.8V电压。另外,低能耗DDR(LP-DDR,用于便携式计算机)和显存GDDR也是DDR的发展变化版本。目前主流的DDR也有多种速度、多种容量和多种规格,从DDR-266的266MT/S、133MHz、2.5V电压,已经发展到了现在的DDR3-1600,1.5V电压。另外,低能耗DDR(LP-DDR,用于便携式计算机)也是DDR的发展趋势之一。

  图1:DDR存储器的设计正超过千兆位数据速率,时钟速度就要达到1GHz,带来了更大的测试挑战。

  技术的升级和应用领域的拓展,都使DDR存储器的验证和测试更具挑战性。高数据速率和时钟速度使得时序余量更紧张,导致串扰、阻抗匹配抖动问题加剧,这需要使用高速测试测量技术和性能更高的测试测量工具,以获得更好的信号捕获能力、测试精度等。

  要点和难点

  鉴于DDR的stub(短线)拓扑结构和紧张的时序容限,在验证和测试中要求检验多种指标,包括:电气电源和信号电源质量,噪声、毛刺和地弹/地跳;时钟信号质量,上升时间和下降时间/slew rate ;命令、地址和数据有效窗口(建立/保持时间);DQS/DQ/时钟偏斜。

  DDR数据速率的不断提升使得存储系统的信号完整性问题日益凸显。因此必须将物理层的信号与系统级的时序关联起来,避免时序冲突、协议背离、时钟抖动以及由总线引发的错误,确保存储系统准确工作。需要关联的时序包括:存储器初始化时序;模式寄存器操作(MSR);读/写数据有效窗口;休眠状态的时序;普通工作状态的时序。

  至于的难点,泰克的技术支持工程师余岚最近在IIC-China的一场研讨会中指出:“第一,DDR数据信号DQ和DQS是双向的,所以读信号和写信号会同时出现在数据线上,比较难分离那些数据是读数据哪些数据是写数据;第二,就是探测问题,DDR2或者3使用的是BGA封装,测试管脚隐藏在芯片的底下,因此探头的选择非常重要。另外由于DDR2和DDR3速率非常高,所以对于带宽和探测信号保真度要求就格外的高,而且很多时候我们光靠示波器已经满足不了测试的要求了,需要联合比如逻辑分析仪等进行协议和时序的联合测试。”

  余岚表示,带宽/上升时间、采样率、触发方式、内存软件、探头是选择示波器的重要考量指标,其中带宽/上升时间是重中之重,包括连接、信号保真度。但需要联合逻辑分析仪等设备时,通道数和采样率是最重要的考虑因素。

    业界速度最快、最完整的解决方案

  对于DDR信号路径(通道)鉴定和电路板/DIMM检验,泰克公司带有TDR模块和S参数分析软件的DSA8200采样示波器可以帮助工程师高效、简单地完成阻抗测量、插入损耗和回波损耗、串扰等测量项目,完成整个分析项目只需几分钟。该示波器的采样带宽>70GHz,最有最低的抖动本底,改善了阻抗测量精度和分辨率(Z-Line),1M的存储深度可保证对高频信号的长时间测试。

  对于DDR的模拟特性和物理层调试,泰克带宽达20GB的DPO/DSA/MSO70000B高性能示波器和相关探测、测量软件将是非常不错的选择,一个方案同时支持DDR1/2/3、LP-DDR、GDDR3。当然,特别值得一提的是还要搭配泰克公司的突破性探测工具和技术。不过,余岚介绍说:“对于经费预算有限且要求稍低的中小公司而言,泰克最新推出的高性价比中端示波器MSO/DPO5000也是不错的选择。”

  众所周知,不论是智能手机等直接将DRAM芯片焊接在PCB上的嵌入式设计还是计算机系统的标准化DIMM存储卡,因为如今DDR2和DDR3都是采用FBGA封装,所以DRAM芯片的探测都是非常困难,因为以往的逻辑分析仪和示波器探头都不能探测到焊球,而通过连接器、PCB板或过孔这些测试点都不能真正代表DRAM内部情况。为此,泰克创业界先河,与Nexus公司合作,开发出BGA芯片插座,该插座分为Socket版本和焊接版本,配合泰克公司的P7500系列TriMode(三模)专利探头,可提供探测信号的完美保真度。

  图2:Nexus公司开发的BGA芯片插座(分成socket版本和焊接版本)确保了DDR探测信号保真度。

  泰克的TriMode(三模)探测技术使用单条探头与DUT链接,不仅可完成传统差分测量,而且可切换成在任一输入上进行独立单端测量或直接进行共模测量。以往,完成这些需要3个独立探头(见图3)。

  图3:

  左图:以往1只探头用于差分测量、2只探头用于单端测量和共模测量

  或1只探头焊接和重焊三次、2只探头用于共模测量。

  右图:1只TriMode探头,通过切换进行差分测量、单端测量和共模测量。

  前文提到过,DDR信号不同于其他信号,其数据信号是双向的,读信号和写信号同时出现在信号线上。人们很难判断当前捕获到的数据是读信号还是写数据,这就给测试效率会很低,也比较容易出错。有了泰克公司的DDR自动测试软件选项如DDRA和DPOJET,就可使上述信号采集和分析问题迎刃而解,而且可以加速验证过程。DDRA的功能特性包括但不限于:

  1.新的自动配置向导,引导用户简便地完成设置和测试配置;

  2.可识别和分析整个采集中的所有读/写突发;

  3.为读和写绘制DQS和DQ眼图

  4.使用Pass/Fail 极限执行JEDEC一致性测试;

  5.使用片选判定多排测量;

  6.简便地在一致性测试工具和分析/调试工具之间切换;

  7.使用Pass/Fail信息、统计测量结果和测试设置信息,自动生成合并报告。

DDRA不是一种独立式工具,可直接与泰克强大的抖动、眼图和定时分析工具DPOJE连接,完成更多测量项目:

  1.周期/频率、占空比、幅度、上升/下降时间测量;

  2.高级抖动、眼图测量和Pass/Fail测试;

  3.多个显示和绘图选项;

  4.报告生成器等。

  对于DDR的数字调试和验证,泰克的TLA7000系列逻辑分析仪+ Nexus分析软件和NEXVu插卡式DIMM夹具提供了世界领先的DDR2/3存储器数据采集、分析和协议检验及调试解决方案。

  图4:泰克最新的解决方案加快和改善了DDR2/3的数字验证和调试步骤。

  泰克提供的NEXVu插卡式DIMM夹具探测解决方案layout符合JEDEC规范,可探测存储器IC信号,逻辑分析仪连接位置超出了普通DIMM高度,DIMM内部带有隔离电阻,降低探头负载效应,可实现最大的信号完整性堪称业界最佳的IC颗粒数字信号测量方法。

  泰克提供的最新DDR3逻辑分析仪模块TLA7BBx是唯一可以捕获所有DDR3速度的逻辑分析仪,提供了足够高的定时分辨率,支持全面调试。同时提供了足够灵活的触发状态机,只触发相关事件。其通道数量可以扩充,且足够高,可以捕获所有要求的信号。

  搭载的Nexus存储器支持套件有效提高了数据分析性能,检验和调试存储器系统操作(包括数据有效窗口、读/写数据操作、DDR命令和模式寄存器初始化),可迅速简便地识别协议违规。

  将上述设备、工具和软件再配上DPO/DSA/MSO70000B高性能示波器,泰克提供了一个全面了解系统特点的平台验证系统(如图5)。这是业界唯一能够捕获和分析所有DDR3速度的解决方案,在所有通道上一直提供了高达20 ps的定时分辨率,支持选择性时钟输入,只存储实用数据,并且数字/模拟相关联,可查看整个系统情况。

  图5:泰克的DDR平台验证系统可全面了解系统特点。

关键字:DDR测试技术  Android  智能手机

编辑:赵思潇 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0402/article_2424.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
DDR测试技术
Android
智能手机

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved