信号完整性测试DDR一致性测试协议测试方法

RDIMM(RegisteredDIMM,寄存器式双列直插内存)有额外的RCD(寄存器时钟驱动器，用来缓存来自内存控制器的地址/命令/控制信号等)用于改善信号质量，但额外寄存器的引入使得其延时和功耗较大。LRDIMM(LoadReducedDIMM,减载式双列直插内存)有额外的MB(内存缓冲，缓冲来自内存控制器的地址/命令/控制等),在技术实现上并未使用复杂寄存器，只是通过简单缓冲降低内存总线负载。RDIMM和LRDIMM通常应用在高性能、大容量的计算系统中。

综上可见，DDR内存的发展趋势是速率更高、封装更密、工作电压更低、信号调理技术 更复杂，这些都对设计和测试提出了更高的要求。为了从仿真、测试到功能测试阶段保证DDR信号的波形质量和时序裕量，需要更复杂、更的仿真、测试和分析工具。

DDR3和 DDR4设计分成几个方面：仿真、有源信号验证和功能测试。用于电气物理层、协议层和功能测试解决方案。信号完整性测试DDR一致性测试协议测试方法

大部分的DRAM都是在一个同步时钟的控制下进行数据读写，即SDRAM(Synchronous Dynamic Random -Access Memory) 。SDRAM根据时钟采样方式的不同，又分为SDR   SDRAM(Single Data Rate SDRAM)和DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM) 。SDR  SDRAM只在时钟的上升或者下降沿进行数据采样，而DDR SDRAM在时钟的上升和下降 沿都会进行数据采样。采用DDR方式的好处是时钟和数据信号的跳变速率是一样的，因 此晶体管的工作速度以及PCB的损耗对于时钟和数据信号是一样的。信号完整性测试DDR一致性测试协议测试方法DDR3 和 LPDDR3 一致性测试应用软件。

在实际探测时，对于DDR的CLK和DQS,由于通常是差分的信号(DDR1和DDR2的 DQS还是单端信号，DDR3以后的DQS就是差分的了),所以 一般用差分探头测试。DQ信 号是单端信号，所以用差分或者单端探头测试都可以。另外，DQ信号的数量很多，虽然逐 个测试是严格的方法，但花费时间较多，所以有时用户会选择一些有代表性的信号进行测 试，比如选择走线长度长、短、中间长度的DQ信号进行测试。

还有些用户想在温箱里对DDR信号质量进行测试，比如希望的环境温度变化范围为-40～85℃,这对于使用的示波器探头也是个挑战。 一般示波器的探头都只能在室温下工 作，在极端的温度条件下探头可能会被损坏。如果要在温箱里对信号进行测试，需要选择一 些特殊的能承受高温的探头。比如一些特殊的差分探头通过延长电缆可以在-55～150℃ 的温度范围提供12GHz的测量带宽；还有一些宽温度范围的单端有源探头，可以在-40~ 85℃的温度范围内提供1.5GHz的测量带宽。

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、DDR2、DDR3 和 DDR4 设计与测试解决方案；

(2)根据读/写信号的幅度不同进行分离。如果PCB走线长度比较 长，在不同位置测试时可能读/写信号的幅度不太一样，可以基于幅度进行触发分离。但是 这种方法对于走线长度不长或者读/写信号幅度差别不大的场合不太适用。

(3)根据RAS、CAS、CS、WE等控制信号进行分离。这种方法使用控制信号的读/写  来判决当前的读写指令，是可靠的方法。但是由于要同时连接多个控制信号以及Clk、 DQS、DQ等信号，要求示波器的通道数多于4个，只有带数字通道的混合信号示波器才能  满足要求，而且数字通道的采样率也要比较高。图5.11是用带高速数字通道的示波器触发  并采集到的DDR信号波形。 DDR、DDR2、DDR3、DDR4都有什么区别？信号完整性测试DDR一致性测试协议测试方法

DDR2 3 4物理层一致性测试；信号完整性测试DDR一致性测试协议测试方法

测试软件运行后，示波器会自动设置时基、垂直增益、触发等参数进行测量并汇总成一 个测试报告，测试报告中列出了测试的项目、是否通过、spec的要求、实测值、margin等。 自动测试软件进行DDR4眼图睁开度测量的一个例子。信号质量的测试还可以  辅 助 用 户 进 行 内 存 参 数 的 配 置 ， 比 如 高 速 的 D D R 芯 片 都 提 供 有 O D T ( O n D i e Termination)的功能，用户可以通过软件配置改变内存芯片中的匹配电阻，并分析对信号质 量的影响。

除了一致性测试以外，DDR测试软件还可以支持调试功能。比如在某个关键参数测试 失败后，可以针对这个参数进行Debug。此时，测试软件会捕获、存储一段时间的波形并进 行参数统计，根据统计结果可以查找到参数违规时对应的波形位置， 信号完整性测试DDR一致性测试协议测试方法