DDR – memória de velocidade de transmissão dupla

Guia passo a passo: Sondagem avançada em design de memória DDR3/DDR4

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Teste de memória DDR

Como geralmente acontece com um barramento de dados (data bus) de alta velocidade, os osciloscópios podem lidar com praticamente todos os requisitos para testes de transferência de dados de memórias DDR e propriedades de sinal, tanto durante o desenvolvimento quanto para o teste de conformidade. Na camada da placa de circuito impreso (PCB), os analisadores de rede podem fornecer o mais alto nível de precisão para testes de integridade de sinal dos canais de sinais.

Fundamentos do DDR

A tecnologia DDR SDRAM para armazenamento de dados e troca rápida de dados com um processador foi introduzido em 1998 e agora está na quinta geração. DDR significa taxa de transmissão «dupla»; porque há duas transferências de bits de dados por ciclo de clock. As memórias DDR SDRAM dominam atualmente como memória principal de todos os tipos de processadores. A cada geração da DDR SDRAM, as velocidades de transferência de dados e a frequência de clock aumentaram, enquanto as tensões operacionais e o consumo de energia diminuíram. O enorme aumento no desempenho e a falta de compatibilidade com versões anteriores entre as gerações significam que várias gerações de DDR são comumente utilizadas, desde a DDR5, introduzida nos computadores de ponta em 2021, até a DDR2, introduzida em 2003.

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Seus desafios em relação às DDR

As diferentes versões de DDR não são compatíveis; você precisa escolher qual versão é mais adequada para um determinado projeto considerando, entre outros aspectos, os requisitos de desempenho, a complexidade do design ou a disponibilidade e os custos das peças.
A DDR usa transferência de dados bidirecional; como você determina, para testes de integridade de sinais, se os dados estão sendo gravados ou lidos da memória?
O orçamento para equipamentos de teste é limitado; qual equipamento de teste atende melhor às suas necessidades e ao seu orçamento?
Os testes de conformidade de DDR de acordo com o respectivo padrão da JEDEC são complexos, se os resultados tiverem de ser válidos; você precisa ter a certeza de que está realizando os testes de conformidade corretamente.
Os chips de memória DDR vêm normalmente em pacotes BGA. Se não houver acesso às vias na parte traseira, será necessário adicionar interposers entre o chip de memória e a placa. Para que as medições sejam relevantes, as influências da configuração de teste precisam ser levadas em conta.

Nossas soluções para testes de DDR

Tanto o R&S®RTO64 quanto os osciloscópios R&S®RTP fornecem as opções de aplicação específicas para testes de interface de memória DDR5, DDR4 e DDR3. As opções de DDR para ambos os osciloscópios são únicas no mercado, pois oferecem suporte para decodificação READ/WRITE (leitura/gravação) de sinais de DDR, permitindo a funcionalidade de diagrama de olho e fornecendo testes de conformidade automatizados com as especificações oficiais da JEDEC dos padrões de LPDDR e DDR.

A maioria dos problemas que os designers enfrentam com as memórias DDR estará no layout da placa; questões como largura de banda inadequada, acoplamento cruzado de outros blocos funcionais, incompatibilidades de impedância ou jitter. Ambas as famílias de osciloscópios R&S apresentam uma ampla variedade de funções para depuração de problemas de integridade de sinal, como trigger de zona, análise avançada de diagramas de olho, decomposição de ruído e jitter, análise de integridade de potência, entre outras.

A largura de banda do osciloscópio é o fator mais importante para determinar qual geração de DDR e qual taxa de transferência de dados podem ser testadas. Para o teste do sistema, a largura de banda deve cobrir do terceiro ao quinto harmônico da frequência fundamental do sinal testado.

DDR3, DDR3L e LPDDR3 (1,2 V) requerem a opção de software K91 em um R&S®RTO64 ou R&S®RTP.
Para taxas de transferência de dados DDR3 de até 1,6 GBps, um R&S®RTO64 com largura de banda de 4 GHz é mais do que adequado; para taxas mais altas, de até 2,133 Gbps DDR3, recomenda-se um osciloscópio com largura de banda de 6 GHz.
DDR4 ou LPDDR4 requerem a opção de software K93 e um R&S®RTP084 de 8 GHz. Para verificar os tempos de subida nos sinais de controle e dados, um R&S®RTP164B é o recomendado.
Os testes de DDR5 é realizado com a opção de software RTP-K94, enquanto o LPDDR5 requer a opção RTP-K95 e o modelo RTP de 16 GHz RTP164B.

Para simplificar e automatizar os procedimentos de conformidade com qualquer uma dessas opções, o software R&S®ScopeSuite fornece:

O assistente gráfico completo para guiá-lo durante os procedimentos de conformidade do início ao fim.
Controle automatizado de todas as configurações necessárias do osciloscópio e das sequências de teste de conformidade.
Relatórios de teste configuráveis para documentar os resultados do teste.

A Rohde & Schwarz também fornece todos os acessórios necessários, como pontas de prova de alta velocidade com soluções flexíveis soldadas e software de compensação para compensar dispositivos de teste de terceiros, como da Nexus Technologies ou da EyeKnowHow para depuração de DDR, testes de integridade de sinais, validação e testes de conformidade.

Para testes de canal de sinais entre módulos DDR e o processador, os analisadores de rede da Rohde & Schwarz (R&S®ZNA e R&S®ZNB) fornece medições de integridade de sinal com uma faixa dinâmica e largura de banda máxima que excedem facilmente todos os requisitos de DDR. Para ambas as linhas de analisadores, as opções de software K2 e K20 fornecem análise de domínio de tempo, incluindo diagramas de olho e análise simultânea de domínio de frequência.

Benefícios das nossas soluções para testes de memória DDR

Testes abrangentes, desde a depuração do design até testes de conformidade nos domínios do tempo e frequência de dispositivos DDR, interposers e conectores, fornecidos por equipamentos de teste que atendem a todos os requisitos, incluindo osciloscópios, analisadores de redes vetoriais, pontas de prova e soluções soldadas.
Separação automática de bursts de leitura/gravação (read/write). Como a DDR usa interfaces bidirecionais, os bursts de sinal de leitura e gravação devem ser diferenciados uns dos outros antes que qualquer análise possa ser feita. Com as opções de DDR da Rohde & Schwarz, os osciloscópios RTO6/RTP decodificam automaticamente os bursts de leitura/gravação.
Testes de integridade de sinais intuitivos, tanto rápidos quanto de longa duração.
O poderoso trigger de zona permite concentrar a análise em sequências de dados específicas. Com as ferramentas de análise do diagrama de olho, investigue quaisquer problemas com integridade de sinal e realize testes de máscara por períodos mais longos. Use as ferramentas avançadas de análise de jitter para investigar interferências no clock ou verificar sua margem.
Tenha certeza de que o teste de conformidade esteja sendo executado corretamente. Instruções passo a passo totalmente ilustradas, desde a conexão do osciloscópio, das pontas de prova, do jiga de teste e do dispositivo até o final da sequência de testes, incluindo a execução de testes individuais, a alteração de parâmetros durante a realização do teste e a configuração de limites definidos pelo usuário.

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