文 | 袁波
作者听过这样一种说法,DDR的历史,就是一个SI技术变革的过程,说白了就是拓扑与端接之争。DDR2使用的是T拓扑,发展到DDR3,引入了全新的菊花链—fly-by结构。使用fly-by并不完全因为现在的线路板越来越高密,布局空间越来越受限,主要原因还是DDR3信号传输速率变得更快了,T型拓扑已经不能满足高速传输的要求。
高速先生前期的文章中提到了fly-by,并且早期的文章对fly-by结构也做过一些介绍。看过文章的网友肯定还记得文中的一些观点,例如:不是所有的DDR都可以使用fly-by;为提高负载的信号质量,fly-by结构可以进行容性负载补偿…
这期文章的主题是围绕拓扑结构与端接展开的,我也来说说我对fly-by结构的一些理解。
Stub长度决定信号质量
我们经常见到的使用fly-by结构将内存颗粒串联起来的实例如图1和图2
图1
图2
图1中,stub长度约为200mil,图2 stub约为20mil。这两种做法哪种信号质量更好些呢?高速先生为此专门做仿真验证了一下。建立如下图3拓扑结构。
图3
图3各段线阻抗都取50 ohm。只改变stub长度,四个接收端波形如下图4所示:
图4
从波形可以看出,随着stub长度的增加,波形的过冲现象越来越严重。为更好的评估stub变长对信号带来的影响,我们将近端和远端接收端的眼图对比如下:
图5
由上图5可知,随着Stub变长,眼高逐渐变小,这再次验证了:stub越长信号质量越差。
阻抗补偿有利于改善信号质量
设计过DIMM条的小伙伴们都会注意这样一个细节,就是主网络走线要比到各个分支走线粗,如下图
图6
这么做真的可以改善信号质量?空口无凭,我们还是用仿真数据来说话。搭建如下拓扑结构,只是改变主线段阻抗(最初阻抗都是50ohm),其他变量不变。
主线段阻抗分别取40ohm与50ohm,近端和最远端负载眼图对比如下图7,图7中蓝色眼图代表的是主干线阻抗为40ohm情况,紫色眼图代表的是主干线阻抗是50ohm的情况。
图7
由上图可知,蓝色眼图比紫色眼图张的更开,也就意味着主线段阻抗偏低信号质量会更好。降低主线段阻抗或者提高后面分支的阻抗的确可以改善信号质量,这个方法业内把它叫做容性负载补偿。特别是那种负载很多的结构,一条链路上串了8片或者10片DDR颗粒的,做一下容性负载补偿对提升信号质量有很大的帮助。
对于喜欢深入思考的读者来说,文章写到这里肯定是远远不够的,为什么Stub长了信号质量就不好?为什么接收端要做阻抗补偿?下期的文章会针对这些问题做出详细的分析。
问题来了～
DDR3的fly-by拓扑有长度匹配要求吗,如果有,应该怎么做长度匹配?
