DDR — память с удвоенной скоростью передачи данных

Пошаговое руководство «Расширенные испытания модулей памяти DDR3/DDR4»

Испытания памяти DDR

Как и в случае с любыми высокоскоростными последовательными шинами данных, осциллографы способны выполнять практически все требования при проведении испытаний передачи данных и параметров сигналов при удвоенной скорости передачи данных (DDR)как в ходе проектирования, так и на этапе испытаний на соответствие стандартам DDR. На физическом уровне анализаторы цепей обеспечивают максимальную точность испытаний целостности сигналов. Для производителей компьютеров и всех видов электронных устройств, в которых используется ОЗУ для работы программного обеспечения, а также для поставщиков чипов памяти во всех отраслях промышленности критически важно проводить испытания памяти DDRв ходе проектирования и позднее в рамках функциональной проверки DDRи контроля качества на производстве.

Основы DDR

Технология DDRдля обмена данными с процессором была впервые представлена в 1998 году и сегодня существует уже в пятом поколении. DDR (Double Data Rate) расшифровывается как «удвоенная скорость передачи данных», так как за цикл тактового сигнала выполняются две операции передачи данных. Ранее это была только одна операция, поэтому технология DDR быстро вытеснила технологию SDR (Single Data Rate) в памяти SDRAM (синхронная динамическая память с произвольным доступом). В настоящее время DDR доминирует во всех типах памяти с оперативной записью и считыванием в миниатюрных процессорах и компьютерах. С каждым новым поколением DDR скорости передачи данных и тактовая частота увеличивались, а рабочее напряжение и потребляемая мощность уменьшались. Существенное улучшение рабочих характеристик и отсутствие обратной совместимости между поколениями означает, что в обращении находятся различные поколения DDR — от DDR5, представленного в 2021 году в ПК высшего класса, до DDR2, выпущенного в 2003 году. И поскольку компоненты DDR2 по-прежнему продаются в больших количествах по причине наличия множества процессоров, работающих на данной технологии, разработка новых версий строго ограничена.

Вебинар «Проверка и отладка схем систем с памятью DDR»

Задачи, связанные с испытаниями DDR

Ввиду несовместимости поколений DDR необходимо выбрать наиболее подходящий вариант для конкретного проекта. Вероятнее всего, что одно из поколений DDR дает наибольшие преимущества по сравнению с другими поколениями.
DDR означает двунаправленную передачу данных. Как различаются операции записи и считывания данных в памяти?
Бюджет на испытательное оборудование ограничен. Как выбрать испытательное оборудование, оптимально соответствующее вашим требованиям и вашему бюджету?
Испытания памяти DDR на соответствие стандартам представляют собой последовательность процедур, которую необходимо строго соблюдать, чтобы гарантировать достоверность полученных результатов. Необходимо обеспечить правильность проведения испытаний на соответствие стандартам.
По мере роста частоты увеличиваются потери сигнала в пробниках, кабелях и адаптерах. Для получения достоверных результатов измерений необходимо принимать во внимание влияния испытательной установки.

Наши решения для испытаний DDR

Осциллографы R&S®RTO64и R&S®RTPобеспечивают необходимые рабочие характеристики для проведения испытаний памяти DDR3 и DDR4. Специальные опции DDR для обоих семейств осциллографов не имеют аналогов на рынке, так как они поддерживают запуск и декодирование сигналов DDR, а также испытания на соответствие официальным спецификациям JEDEC в стандартах DDR.

В число основных сложностей, с которыми сталкиваются разработчики устройств с функциями записи и считывания памяти с интерфейсом DDR, входят топология печатной платы, недостаточная полоса пропускания, перекрестные помехи от других функциональных блоков, рассогласование импедансов, джиттер и прочее. Оба семейства осциллографов содержат широкий ряд функций для отладки рабочих характеристик с точки зрения целостности и содержимого сигналов, а также для проверки рабочих характеристик с помощью быстрых статистических измерений, глазковой диаграммы в реальном масштабе времени, расширенного разложения джиттера и т. д.

Полоса пропускания осциллографа является основным фактором, от которого зависят виды захватываемых сигналов и цели проводимых испытаний. В целях отладки полоса пропускания должна охватывать третью гармонику основной частоты измеряемого сигнала, а при проведении испытаний на соответствие стандартам это должна быть пятая гармоника.

Для DDR3 (1.5v), DDR3L (1.35v) и LPDDR3 (1.2v) требуется опция K91 в осциллографе R&S®RTO64 или R&S®RTP.
Для полос пропускания DDR3 до 1,6 ГГц достаточно использовать осциллограф R&S®RTO64 с полосой пропускания 4 ГГц. Для увеличенных полос пропускания до 2,133 ГГц в DDR3 требуется полоса пропускания 6 ГГц или осциллограф R&S®RTP. С помощью модели R&S®RTP084 можно легко исследовать до пятой гармоники в максимальной полосе пропускания DDR3 в рамках отладки устройств и проведения испытаний на соответствие стандартам.
Для DDR4 или LPDDR4 требуются опция K93 и осциллограф R&S®RTP084 с полосой пропускания 8 ГГц. Для проверки времени нарастания сигналов передачи данных и управления может быть более подходящей модель R&S®RTP164.

В целях упрощения и автоматизации испытаний на соответствие стандартам с применением любой из указанных выше опций программный пакет R&S®ScopeSuiteсодержит следующее:

Полный графический мастер с пошаговыми инструкциями по проведению испытаний с начала и до конца.
Автоматизированное управление всеми необходимыми настройками осциллографа и тестовыми последовательностями при проведении испытаний на соответствие стандартам.
Во многих моделях конкурентов используется постобработка в целях компенсации влияний испытательной установки, тогда как в осциллографах R&S®RTP применяются цифровые фильтры (опция K122). Таким образом обеспечивается компенсация влияний в режиме реального времени со скоростью сбора данных до 1 млн выборок в секунду, что в сотни раз превосходит модели конкурентов.
Настраиваемые протоколы испытаний для регистрации результатов испытаний.

Компания Rohde & Schwarz также поставляет все необходимые принадлежности: высокоскоростные пробники с высоким импедансом, которые требуются для большой полосы пропускания и асимметричной шины, а также измерительные платы для отладки, испытаний целостности сигналов, валидации и испытаний на соответствие стандартам для памяти DDR.

При проведении испытаний интерфейсов между модулями DDR и печатной платой анализаторы цепей Rohde & Schwarz (R&S®ZNA, R&S®ZNB) выполняют измерения целостности сигналов с динамическим диапазоном и максимальной полосой пропускания, которая значительно превосходит все требования DDR. Для обоих семейств анализаторов предлагаются опции K2 и K20, которые позволяют проводить анализ во временной области, включая глазковые диаграммы и одновременный анализ в частотной области.

Преимущества наших решений для испытаний памяти DDR

Комплексные испытания от этапа отладки до испытаний на соответствие стандартам в частотной и временной областях устройств DDR, промежуточных пластин и разъемов с помощью испытательного оборудования, соответствующего всем требованиям (осциллографы, векторные анализаторы цепей, пробники и измерительные платы).
Удобный поиск требуемых данных. Быстрый аппаратный запуск в полной полосе частот сигнала, в том числе запуск по определенным данным, управляющим символам, управляющим кодам и ошибкам. Отображение декодированных данных непосредственно рядом с сигналом или в виде таблицы. Возможности поиска среди множества параметров и маркировки найденных данных как в окне сигнала, так и в таблице декодированных данных.
Автоматическое разделение сигналов данных (DQ) и сигналов стробирования данных (DQS). Ввиду двунаправленной передачи данных в DDR необходимо различать пакетные сигналы чтения и записи, так как без этого невозможен дальнейший анализ. С помощью опции K91 осциллограф автоматически декодирует пакетные сигналы чтения и записи.
Интуитивно понятное проведение быстрых и длительных испытаний целостности сигналов.
Средства анализа с помощью глазковых диаграмм позволяют исследовать любые проблемы с целостностью сигналов. Путем задания испытания по маске на глазковой диаграмме можно проверять соответствие стандарту в течение длительного периода, чтобы гарантировать целостность сигнала.
Уверенность в правильности проведения испытаний на соответствие стандартам. Все операции сопровождаются иллюстрированными пошаговыми инструкциями от этапа подключения осциллографа, пробников, измерительной платы и испытуемого устройства до заключительного этапа тестовой последовательности, включая проведение отдельных испытаний, изменение параметров в ходе испытаний и настройку пользовательских предельных значений.

Появились вопросы? Обратитесь к нам.

Свяжитесь с нами

Featured DDR memory testing resources