DDR: memoria de doble velocidad de transferencia de datos

Guía paso a paso: sondeo de vanguardia en el diseño de memorias DDR3/DDR4

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Pruebas de memoria DDR

Como suele suceder con un bus de datos de alta velocidad, los osciloscopios ofrecen prácticamente todo lo que necesita para probar tanto las transferencias de datos como las propiedades de la señal de las memorias DDR , durante el desarrollo y las pruebas de conformidad. En la capa de la placa de circuito impreso, los analizadores de redes pueden proporcionar el más alto nivel de precisión para pruebas de integridad de señal de los canales de señal.

Aspectos básicos de las memorias DDR

La tecnología DDR SDRAM para almacenar datos y permitir un rápido intercambio de datos con un procesador se introdujo en 1998 y ahora ya está en su quinta generación. DDR significa «doble» velocidad de transferencia de datos; ya que hay dos transferencias de bits de datos por ciclo de reloj. Las memorias DDR SDRAM dominan hoy en día las memorias principales de todo tipo de procesadores. Con cada generación de memorias DDR, se han incrementado las velocidades de transferencias de datos y la frecuencia de reloj, al tiempo que se han disminuido los voltajes de funcionamiento y el consumo de energía. El enorme incremento del rendimiento y de la falta de compatibilidad entre generaciones anteriores hacen que se utilicen múltiples generaciones de memorias DDR, desde la memoria DDR5, la cual se introdujo en las PC de gama alta en 2021, hasta la memoria DDR2 que se introdujo en 2003.

Webinar: «DDR memory system design verification and debug»

Los desafíos de la tecnología DDR

Las versiones de las memorias DDR no son compatibles; se necesita escoger la versión que más se adapte a un proyecto en particular; hay que considerar, por ejemplo, los requerimientos de rendimiento, la complejidad del diseño o los costos y la disponibilidad de las piezas.
La memoria DDR utiliza la transferencia bidireccional de datos; ¿cómo se determina, para probar la integridad de la señal si los datos se escriben o se leen en la memoria?
El presupuesto para la instrumentación de T&M es limitado; ¿qué instrumentación de T&M se ajusta mejor a sus necesidades y presupuesto?
Los ensayos de conformidad de memorias DDR conforme al estándar JEDEC respectivo es complejo, en caso de que se requieran resultados válidos, hay que asegurarse de que los ensayos de conformidad se estén llevando cabo correctamente.
Los chips de memoria DDR suelen venir en paquetes BGA. Si no hay acceso a vías en la parte posterior, deben añadirse intercaladores entre el chip de memoria y el módulo. A fin de que las mediciones sean correctas, deben tomarse en cuenta las influencias de la configuración.

Nuestras soluciones para pruebas de memorias DDR

Los osciloscopios R&S®RTO64 y R&S®RTP proporcionan opciones de aplicación especiales para realizar pruebas de interfaz de memorias DDR3, DDR4 y DDR5. Las opciones de memoria DDR de ambos osciloscopios son únicas en el mercado, ya que admiten la decodificación de señales DDR de LECTURA/ESCRITURA, permiten la funcionalidad de diagrama de ojo y proporcionan ensayos de conformidad con las especificaciones oficiales de la JEDEC de los estándares DDR y LPDDR.

La mayoría de los problemas a los que se enfrentan los diseñadores con las memorias DDR se encuentran en el diseño del módulo; problemas como un ancho de banda inadecuado, acoplamiento cruzado proveniente de otros bloques funcionales, desadaptaciones en la impedancia o jitters. Ambas gamas de osciloscopios R&S cuentan con una amplia gama de funciones para la depuración de problemas de integridad de señal, como por ejemplo disparo de zona, análisis de ojo de vanguardia, jitter y descomposición de ruido o análisis de integridad de potencia, entre otras.

El ancho de banda del osciloscopio es el factor más importante para determinar que generación de memoria DDR y a qué velocidad de transferencia de datos puede probarse. Para pruebas de sistemas, el ancho de banda debe cubrir del tercer al quinto armónico de la frecuencia fundamental de la señal que se está probando.

Las memorias DDR3, DDR3L y LPDDR3 (1.2v) requieren de la opción K91 en un R&S®RTO64 o R&S®RTP.
Para velocidades de transferencia de datos de la memoria DDR3 hasta 1.6 GBps es más que suficiente un R&S®RTO64 con 4 GHz de ancho de banda, para velocidades de transferencia de datos mayores hasta una memoria DDR3 de 2.133 Gbps, se recomienda un ancho de banda de osciloscopio de 6 GHz.
DDR4 o LPDDR4 requieren de la opción K93 y de un osciloscopio R&S®RTP084 de 8 GHz. Para verificar los tiempos de subida tanto en los datos como en las señales de control, se recomienda un osciloscopio R&S®RTP164B.
Las pruebas de memoria DDR5 se abordan con la opción RTP-K94, mientras que las de la memoria LPDDR5 requieren tanto de la opción RTP-K95 como del modelo RTP164B de 16 GHz.

Para simplificar y automatizar los procedimientos de conformidad con cualquiera de estas opciones, el software R&S®ScopeSuite proporciona:

Un completo asistente gráfico para guiarlo en los procedimientos de conformidad desde el inicio hasta el final.
Control automatizado de todos los ajustes que el osciloscopio necesita, así como de las secuencias de los ensayos de conformidad.
Resultados de prueba configurables para fines de documentación.

Rohde & Schwarz también suministra todos los accesorios necesarios como sondas de alta velocidad con soluciones de soldadura flexibles y software de compensación para la compensación de adaptadores de prueba de terceros de Nexus Technologies o EyeKnowHow para depurar memorias DDR, realizar pruebas de integridad de señal, así como de validación y de conformidad.

Para probar el canal de señal entre los módulos de la memoria DDR y el procesador, los analizadores de redes (R&S®ZNA, R&S®ZNB) de Rohde & Schwarz proporcionan mediciones de integridad de señal con una gama dinámica y un ancho de banda máximo que supera con creces todos los requisitos de las pruebas de memoria DDR. Para ambas gamas de analizadores, la opción K2 junto con la K20 proporcionan un análisis en el dominio del tiempo, como también diagramas de ojo y un análisis simultáneo del dominio de la frecuencia.

Ventajas de nuestras soluciones para pruebas de memoria DDR

Pruebas completas: desde depuración de diseño hasta pruebas de conformidad tanto en el dominio de la frecuencia como en el del tiempo de los dispositivos de memoria DDR, intercaladores y conectores, proporcionadas por una instrumentación de T&M que cumple con todos los requisitos para estas pruebas, entre los que figuran osciloscopios, analizadores de redes vectoriales, sondas y soluciones de soldadura.
Separación automática de ráfagas de LECTURA/ESCRITURA. Dado que la memoria DDR es bidireccional, las ráfagas de señales de lectura y escritura deben diferenciarse una de la otra antes de llevar a cabo cualquier análisis. Con las opciones de DDR de Rohde & Schwarz, los osciloscopios RTO6/ RTP decodifican ráfagas de LECTURA/ESCRITURA de manera automática.
Pruebas de integridad de señal intuitivas, rápidas y de larga duración.
El potente disparo de zona permite centrar el análisis en secuencias especiales de datos. Con las herramientas de análisis de diagrama de ojo, investigue cualquier problema con la integridad de señal y realice pruebas de máscara durante periodos más largos. Utilice las herramientas avanzadas de análisis de jitter para investigar sobre fuentes interferentes en el reloj o verificar su margen.
Tenga la seguridad de que los ensayos de conformidad se llevan a cabo de manera correcta. Instrucciones paso a paso completamente ilustradas: desde cómo conectar el osciloscopio, las sondas, los adaptadores y el dispositivo, hasta el final de la secuencia de prueba. Se incluyen también instrucciones sobre cómo ejecutar pruebas individuales, cambio de parámetros a la mitad de la prueba, así como sobre el ajuste de los límites definidos por el usuario.

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