DDR4的特性与电气参数

时间：2023-11-05 07:07:01 ddr端接电阻电流

DDR4有哪些特点？

DDR系列有DDR，DDR2、DDR3、DDR4、DDR2L、DDR3L、DDR4L、最新出现的DDR5.虽然技术在不断进步，但每一代都有许多相似之处。让我们观察一下DDR不难发现主流系列产品的特点。

显然，电压越来越低，频率越来越高，数据总线从单端发展到差异。我们发现这与总线的发展历史相似。

科学技术的根源仍然是人类最普通的智慧。你不相信吗？让我们举一个不恰当的李子、栗子和例子。
如果河的一边有很多李子，河的另一边有很多栗子，如果你只使用人力，尽可能快地来回携带河对面的栗子和李子，你有什么方法？你会很容易地提出一些计划，同时找到更多的人；找到游泳快的兄弟；在狭窄的河里移动；两人一组，A扔李子，B扔栗子….

你认为你是故在的，聪明的前辈和你一样，用这种思维DDR的设计上。
一开始找了很多人一起搬，所以DDR一开始是并行线设计；后来找了游泳快的人，所以DDR频率不断提高；游泳快但累，要找窄点游，所以DDR工作电平越来越低(电流传输速度一定，电压越低，耗时越短)。来回游泳不是一件事。两个人能组成一个小组吗？你负责搬0，我负责搬1，所以DDR总线逐渐从并行演变为差异。

如上就是DDR技术发展规律，也是许多总线的发展规律。掌握规律，再看特点，DDR4电平1.2V，DQS16000频率为1600Mbps~3200Mbps.

DDR4关键信号是什么？

DDR4有哪些关键信号？一张图就能看清楚。CK，ADDR，DQS，DQ，DQM使能，复位，信号，在电路外，ODT，ZQ。

那这些信号有什么作用呢？接下来我们简要介绍一下。

1. CK，Address，DQS，DQ，DM信号有什么作用？

CK是DDR当CK和Address当信号配合工作时，可以进行CMD(命令)操作和Address(地址)信号传输。因为地址信号和命令信号在DDR操作过程中的控制信号相对DDR数据传输属于小众场景，所以DDR地址信号和CMD信号仍然是单端布线，工作频率低于数据传输。所以不难发现，ADDR信号仍然是单端信号，大多数匹配电阻仍然外置。

因为数据传输是DDR主营业务，所以在DDR在进行数据传输时，需要增加额外的措施来确保数据传输，因此DDR新角色，DQS，DQ，DM信号。

脉冲选择数据（DQS）是DDR其重要功能主要用于在一个时钟周期内准确区分每个传输周期，方便接收方准确接收数据。每一颗芯片都有一个DQS信号线是双向的，写入时用于传输CPU发来的DQS读取时，信号由DDR生成DQS向CPU发送。可以说是数据的同步信号。甚至可以说，CK和DQS配合，作为DQ数据线的参考时钟，这就是为什么走线时，DQS和DQ一起考虑的原因。

随着时钟的变化，CPU可读取DDR如果在这个连续传输过程中，中位置1、位置2、位置3、位置4的数据，CPU不想位置2的数据，不想中断数据传输，那么有什么办法呢？DQM派上用场，在传输到位置2是，DQM使能可以屏蔽位置2 的数据。

2.什么是ODT？

芯片终端匹配电阻On-Die Termination简称为ODT。ODT是从DDR随着产品的升级，后期的产品开始出现，ODT呈现更多的值。当前，ODT主要用于数据（data，DQ）、数据选通（DQS/DQS#)和数据掩码（Data Mask，DM）三种信号线。ODT的功能就是代替了常规的电路匹配设计，使原本在芯片外部的分立端接电阻集成到芯片内部，其简化电路结构如下图所示。

ODT引入电路，是的DDR里程碑的发展，ODT有以下优点。
去掉了PCB板上的分立端接电阻元件降低了硬件设计成本。
由于没有端接电阻，PCB布线空间多，设计方便EDA布线。
由于ODT调试工作量可以通过内部寄存器进行调整，软件可以打开和关闭。
芯片内部端接比板级端接更有效，因此寄生效果不大。
减少了外部元件的数量，优化了可靠性。
ODT为了进一步改进DDRx为内存的工作频率铺平了道路。
当然，ODT并非都是优点，因为使用了ODT，匹配电阻的类型和值已经确定，无法修改；在某种程度上，它也会带来一定的功耗增加，因此并不是所有的消费品都是开放的ODT功能。

3.什么是ZQ校准？

ZQ是DDR3之后又加了一个引脚，DDR3正是通过ZQ输出电阻（Ron）和 ODT校准过程正在进行DRAM将在初始化过程中完成。ZQ原理设计相对简单，ZQ引脚通过低公差240Ω(一般公差为1%)电阻可直接连接到地面。

除了眼图，DDR还看电气参数？

DDR4设计是否设计OK，就需要看DDR4的测量参数是否满足JEDEC规范。规范中定义了哪些电气参数？每个电气参数的意义是什么？接下来我们简单介绍一下。

1. 过冲和下冲。

如果信号在传输过程中阻抗不连续，则会发生反射。反射表现在示波波形上，即信号上下冲击DDR在设计过程中，我们关注的不是信号在某个时间点的过冲幅值，而是时间维度的过冲积分。关注的是一个过程，而不是一个点。

协议规范将在这四个维度上定义信号的完整性。

2.信号的高电平和低电平。

在高速信号传输中，信号能否达到协议规定的高电平最低门限和低电平最高门限也直接决定了产品的稳定性。
在DDR在规范中，单端地址和控制命令、单端数据和数据掩码信号AC和DC输入电平、差分时钟和数据选择通信号AC和DC输入电平将被明确定义。在模拟和测试过程中，只需注意特定场景下的测量值是否达到协议规定的值。