DDR ‐ ダブルデータレートメモリ

DDR ‐ ダブルデータレートメモリ

手順ガイド:DDR3/DDR4メモリ設計の高度なプロービング

詳しくは

DDRメモリテスト

高速データバスを扱う通常の場合と同様に、オシロスコープは、ほぼすべてのDDRメモリのテストに対応することができ、データ転送や信号特性を検証可能です。これは、開発時に限らず、コンプライアンステストにも当てはまります。PCB層では、ネットワーク・アナライザを使用して、最高レベルの確度で信号チャネルのシグナルインテグリティーテストを実行できます。

DDRの基礎

データ記憶とプロセッサとの間の高速データ交換のためのDDR SDRAMテクノロジーは、1998年に登場し、現在は第5世代になります。DDRはダブルデータレートの略で、1クロックサイクルあたり2ビットのデータを転送することを表します。DDR SDRAMは、あらゆるタイプのプロセッサでメインメモリの主流になっています。DDR SDRAMの世代が進化するのに伴い、データ転送速度とクロック周波数は高速になり、動作電圧と消費電力は減少しました。性能は大幅に向上していても世代間の下位互換性がないため、2021年にハイエンドPCに導入されたDDR5から2003年に発表されたDDR2まで、複数の世代のDDRが一般的に使用されています。

DDRの課題

  • DDRのバージョンの間には互換性がなく、プロジェクトごとに最も適したバージョンを選択する必要があります。考慮すべき要素としては、パフォーマンス要件、デザインの複雑さ、部品のコストと入手しやすさなどがあります。
  • DDRでは双方向のデータ転送が用いられます。シグナルインテグリティーテストの際に、データのメモリへのライトとリードを識別するにはどうすればいいでしょうか?
  • テスト機器の予算は限られています。ニーズおよび予算を満たす最適なテスト機器は何でしょうか?
  • 各DDR規格に準拠したDDRコンプライアンステストでは、有効な結果を得るために複雑な手順が必要です。コンプライアンステストを正しく実行していることに確信が持てる必要があります。
  • DDRメモリチップは、BGAパッケージで提供されるのが一般的です。裏側のビアにアクセスできない場合、メモリチップとボードの間にインターポーザーを挿入する必要があります。測定を意味あるものにするために、テストセットアップの影響を考慮する必要があります。

ローデ・シュワルツのDDRテストソリューション

R&S®RTO64およびR&S®RTP オシロスコープでは、DDR3DDR4DDR5メモリインタフェースのテストを実行するための専用アプリケーションオプションが提供されています。これらのオシロスコープのDDRオプションは、市場で唯一、DDR信号のリード/ライトデコード、アイダイアグラム機能、DDRおよびLPDDR規格の公式JEDEC仕様に対するコンプライアンステストをサポートしています。

DDRメモリに関して設計者が直面する問題の多くは、ボードのレイアウトにあります。例えば、帯域幅の不足、別の機能ブロックからの相互結合、インピーダンスの不整合、ジッタなどです。どちらのR&Sオシロスコープファミリーも、シグナルインテグリティーの問題をデバッグするための広範囲の機能を備えています。例えば、ゾーントリガ、高度なアイ解析、ジッタおよびノイズ分離、パワーインテグリティー解析などです。

オシロスコープの帯域幅は、データレートのテストが可能なDDR世代を判定するための最も重要な要因です。システムテストの場合、帯域幅は、テスト対象信号の基本波周波数の3次から5次の高調波までをカバーする必要があります。

  • DDR3、DDR3L、LPDDR3(1.2v)の場合、R&S®RTO64またはR&S®RTPでオプションK91が必要です。
    1.6 GBpsまでのDDR3データレートの場合、4 GHz帯域幅のR&S®RTO64で十分であり、それより高い2.133 Gbps DDR3までの場合は6 GHzが推奨されます。
  • DDR4またはLPDDR4には、オプションK93と8 GHzのR&S®RTP084が必要です。データ信号と制御信号の立ち上がり時間を検証するには、R&S®RTP164Bが推奨されます。
  • DDR5テストにはオプションRTP-K94で対応できますが、LPDDR5の場合はオプションRTP-K95と16 GHz RTPモデルのRTP164Bが必要です。

これらのオプションのいずれかを使用してコンプライアンス手順を簡素化および自動化するために、R&S®ScopeSuiteソフトウェアは、以下の機能を提供します。

  • 包括的なグラフィカルウィザードは、コンプライアンス手順の最初から最後までをガイドします。
  • 自動制御により、オシロスコープのすべての必要な設定およびコンプライアンステストシーケンスを制御します。
  • 設定可能なテストレポートで、テスト結果をドキュメント化できます。

ローデ・シュワルツは、柔軟なはんだ付けソリューション付きの高速プローブ、Nexus TechnologiesやEyeKnowHowのサードパーティー製テストフィクスチャ向けのディエンベディングソフトウェアなど、DDRのデバッグ、シグナルインテグリティーテスト、検証/コンプライアンステストに必要なすべてのアクセサリを提供しています。

DDRモジュールとプロセッサの間の信号チャネルのテスト向けに、ローデ・シュワルツのネットワーク・アナライザ(R&S®ZNAR&S®ZNB)で提供されているシグナルインテグリティー測定は、ダイナミックレンジに関しても最大帯域幅に関しても、DDRのすべての要件を十分に上回っています。これらのアナライザファミリーは両方ともオプションK2とK20を搭載すれば、アイダイアグラムや同時周波数ドメイン解析を含むタイムドメイン解析を使用できるようになります。

DDRメモリテストソリューションの利点

  • オシロスコープ、ベクトル・ネットワーク・アナライザ、プローブ、はんだ付けソリューションなど、すべての要件を満たすテスト機器を用いて、DDRデバイス、インターポーザー、コネクタの設計デバッグからコンプライアンステストまでの包括的なテストを周波数ドメインとタイムドメインで実行できます。
  • リード/ライトバーストの自動分離。DDRは双方向インタフェースを使用するので、解析を実行する前に、リードとライトの信号バーストを区別する必要があります。R&S DDRオプションを備えたRTO6/ RTP オシロスコープは、リード/ライトバーストを自動的にデコードします。
  • 短時間でも長期間でも直感的なシグナルインテグリティーテストが可能です。
    強力なゾーントリガにより、専用のデータシーケンスに絞って解析を行うことができます。データアイ解析ツールを使用して、シグナルインテグリティーのあらゆる問題を調査し、長時間にわたるマスクテストを実行できます。高度なジッタ解析ツールを使用して、クロックへの干渉を調査したり、マージンを検証したりすることができます。
  • コンプライアンステストが正しく実行されていることに確信が持てます。オシロスコープ、プローブ、テストフィクスチャ、被試験デバイスの接続から、個別テストの実行、テスト中のパラメータの変更、ユーザー定義リミットの設定を含むテストシーケンスの終わりまでを、完全な図示により1ステップずつ指示します。
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