DDR — память с удвоенной скоростью передачи данных

Пошаговое руководство «Расширенные испытания модулей памяти DDR3/DDR4»

Испытания памяти DDR

Как и в случае других высокоскоростных шин данных, осциллографы способны выполнять практически все требования при проведении испытаний модулей памяти DDR на передачу данных и параметры сигналов как в ходе проектирования, так и на этапе испытаний на соответствие стандартам. На уровне печатной платы анализаторы цепей обеспечивают максимальную точность испытаний целостности сигналов в каналах.

Основы DDR

Технология DDR SDRAM для хранения данных и быстрого обмена данными с процессором была впервые представлена в 1998 году и сейчас выпускается уже в пятом поколении. DDR расшифровывается как «удвоенная скорость передачи данных», так как за цикл тактового сигнала выполняются две операции передачи данных. На сегодняшний день память DDR SDRAM доминирует на рынке и является основной памятью для всех типов процессоров. С каждым новым поколением DDR SDRAM 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.

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 в зависимости от требуемых рабочих характеристик, сложности устройства или стоимости и доступности компонентов.
DDR означает двунаправленную передачу данных. Как в ходе испытаний на целостность сигналов можно различать 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 применимому стандарту JEDEC представляют собой сложную процедуру. Чтобы гарантировать достоверность полученных результатов, необходимо обеспечить правильность проведения испытаний на соответствие стандартам.
Чипы памяти DDR, как правило, поставляются в корпусе типа BGA. При отсутствии доступа к переходным отверстиям с обратной стороны требуется установка промежуточных пластин между чипом памяти и платой. Для получения достоверных результатов измерений необходимо принимать во внимание влияния испытательной установки.

Наши решения для испытаний DDR

Осциллографы R&S®RTO64 и R&S®RTP содержат специальные функции для проведения испытаний интерфейсов памяти DDR3, DDR4 и DDR5. Опции DDR в обеих моделях осциллографов не имеют аналогов на рынке. Они поддерживают декодирование сигналов чтения и записи DDR, построение глазковой диаграммы и проведение автоматизированных испытаний на соответствие официальным спецификациям JEDEC в стандартах DDR и LPDDR.

В большинстве случаев сложности, с которыми сталкиваются разработчики устройств с памятью DDR, связаны с топологией печатной платы: это может быть недостаточная полоса пропускания, перекрестные помехи от других функциональных блоков, рассогласование импедансов, джиттер и прочее. Оба семейства осциллографов R&S оснащены широким набором функций для отладки целостности сигналов: зональный запуск, расширенный анализ на глазковой диаграмме, разложение джиттера и шума, анализ целостности питания и многое другое.

Полоса пропускания осциллографа является основным фактором, от которого зависят поддерживаемые поколения DDR и скорости передачи данных. Для проведения системных испытаний полоса пропускания должна охватывать диапазон от третьей до пятой гармоники основной частоты измеряемого сигнала.

Для испытаний DDR3, DDR3L и LPDDR3 (1.2v) требуется опция K91 на осциллографе R&S®RTO64 или R&S®RTP.
Для испытаний DDR3 со скоростью передачи данных до 1,6 Гбит/с достаточно иметь осциллограф R&S®RTO64 с полосой пропускания 4 ГГц. Для испытаний DDR3 с более высокими скоростями передачи данных до 2,133 Гбит/с рекомендуется полоса пропускания осциллографа 6 ГГц.
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 рекомендуется модель R&S®RTP164B.
Испытания DDR5 проводятся с помощью опции RTP-K94, а для LPDDR5 требуются опция RTP-K95 и модель RTP164B с полосой пропускания 16 ГГц.

В целях упрощения и автоматизации испытаний на соответствие стандартам с применением любой из указанных выше опций программный пакет R&S®ScopeSuite содержит 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.
Настраиваемые протоколы испытаний для регистрации результатов испытаний.

Компания Rohde & Schwarz также поставляет все необходимые принадлежности: высокоскоростные пробники с удобными впаиваемыми наконечниками и программное обеспечение для компенсации цепей измерительных плат других производителей — Nexus Technologies или EyeKnowHow для отладки, испытаний целостности сигналов, валидации и испытаний на соответствие стандартам для памяти DDR.

Для испытаний передачи сигналов в каналах между процессором и модулями DDR 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 впаиваемые наконечники).
Автоматическое разделение пакетных сигналов ЧТЕНИЕ и ЗАПИСЬ. Ввиду двунаправленной передачи данных в DDR необходимо различать пакетные сигналы чтения и записи, так как без этого невозможен дальнейший анализ. Осциллографы R&S RTO6/RTP с опциями DDR автоматически декодируют пакетные сигналы чтения и записи.
Интуитивно понятное проведение быстрых и длительных испытаний целостности сигналов.
Мощная функция зонального запуска позволяет проводить анализ конкретных последовательностей данных. Средства анализа с помощью глазковых диаграмм позволяют исследовать любые проблемы с целостностью сигналов и проводить испытания по маске в течение длительного времени. А современные средства анализа джиттера помогают исследовать источники помех в тактовом сигнале и проверять интервал допуска.
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.

Свяжитесь с нами

Рекомендуемые ресурсы по испытаниям памяти DDR