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對PCB工(gōng)程師來說,不加端接電阻的快樂,你們絕對(duì)想象(xiàng)不到!

發布時間:2020-08-31 15:15:34

對於做過DDR模塊的PCB工程師來說有沒有(yǒu)過這樣的體驗(yàn),在板子小密(mì)度高的情(qíng)況下,要是(shì)突然發(fā)現原理圖上(shàng)沒有那一大把地址信號的端接電阻,他們的心情一定會是這樣的…

高速先生成員-- 黃剛

對於做過DDR模塊的PCB工(gōng)程師來說有(yǒu)沒有過這樣的(de)體驗,在板子小密度高的情況下,要是突(tū)然發現原理圖(tú)上沒有那(nà)一大把地址信號(hào)的端(duān)接電阻,他們的心情(qíng)一定會(huì)是這樣的…

 

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掐指一算(suàn),基(jī)本上一個DDR的通道(dào),地址控製信號加起來差不多(duō)達到20根,也就是說硬件(jiàn)工程師的小手一揮,對於PCB工程師就是一筆福利,尤其在目前板上走線密度(dù)越來越大,層數越來(lái)越少的情況下,PCB工程師(shī)差點就是給你一個(gè)大大的擁抱。當然從成本的角度看,要是一個板子有好(hǎo)幾個(gè)DDR通道,而且是大批量生(shēng)產的話(huà),你們的老板(bǎn)估計也會給你們加個(gè)雞腿吧。

 

但是爽歸爽,端接電阻卻不是說去(qù)掉就能(néng)去掉的,你要去掉的(de)前提肯定是要保證能夠跑通!這對於速率高的DDR模塊,例如DDR4,而且一個通道有(yǒu)4個顆粒的DDR模塊來說,問一下作為硬件工(gōng)程師的你們,敢試(shì)試嗎(ma)?

我(wǒ)們先說點輕鬆的吧,一般來說,常用的1拖4的(de)DDR拓撲結構一般有兩種(zhǒng),就(jiù)是我們常見的fly-by拓撲和T拓撲,他們大概的示(shì)意圖如下所示:

 

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當然兩者都可以加上相應的端接電阻來組成一個更為完善(shàn)的拓撲,從外(wài)形來看,Fly-by拓撲是從頭到尾進行串聯(lián)的組合,T拓撲是以控製器(qì)到每個顆粒時間大致(zhì)相等為前提的組(zǔ)合。關於這兩種拓撲間的端接電(diàn)阻如何(hé)選擇及相關的原理,可(kě)以觀看高速先生下麵這個很詳細的(de)端接視頻哈。

 

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那麽(me)本案例來了,因為項目需要大批量的生產,因此客(kè)戶想實現盡量省成本的DDR4模塊設計,省成本的意思是對於DDR4模塊來說(shuō),客戶(hù)提出了能不能把地址信號的端接電阻(zǔ)省掉,由(yóu)於省掉端接電阻之後,那麽同時也可以節省一個VTT的電源(yuán)轉換芯片,也就是我們經常說的1.2V轉0.6V給VTT端接電阻供電的電(diàn)源。很顯然這是(shì)一個非常規的設計,尤其對於(yú)2400Mbps的DDR4而(ér)言。高速(sù)先生其實之前也很少遇(yù)到這樣的客戶需求,在(zài)這麽高速的DDR4模塊中,而且還是4個顆粒的情況下,高速先生也是慢慢去嚐試不同的拓撲帶來的效果。

 

當然(rán)一開始高速先(xiān)生還是希望在(zài)比較傳統的(de)Fly-by拓撲中實現,就是以下的(de)拓撲了。

 

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但是在這個傳統的(de)單麵放置4個顆粒的Fly-by拓撲中,高速先生並沒有得到想要的答案,它的波形說明了在Fly-by拓撲中基本上不太可能做到。

 

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那(nà)麽是不(bú)是就不能實現了呢?從上麵Fly-by拓撲不加端接電阻(zǔ)的眼圖結果來看,差的可不是一丁半點,Fly-by拓撲走不通,高速先生因此(也隻能)把眼光轉向T拓撲,經過詳細的前期(qī)評估(此處忽略N個字哈),高速先生狠下心把拓撲定(dìng)成如下的樣子:

 

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沒錯,就是上麵的這種T拓撲,而且是正反(fǎn)貼的T拓撲,從(cóng)空間利用來(lái)看(kàn)它會更有優勢,你可以認為它隻需要上麵單麵(miàn)貼的Fly-by拓撲的一半位置就可以啦。那麽它的信號質量到底能不能比Fly-by拓撲(pū)好(hǎo)呢?

之所以要打這個廣告,就是想讓大家先去看看高速先生隊長的端接視頻,看看能不能從中得到一些靈感哈。好了,那我(wǒ)們精心設計的T拓撲的信號質量到底能不能比Fly-by拓撲(pū)好呢?我們給出了它的驗(yàn)證結果,讓我們驚訝的是(在我們的意料之內),居然還是不錯的。

 

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這讓高速先生看到了4個DDR顆粒也可以不用(yòng)端接電阻的可能性,因此高速先(xiān)生在T拓撲(pū)的結構中再進(jìn)行仔細的優化,包括阻抗優化,長度優化,疊層優化等等(děng)一係列的操作之後,大膽的完成了該設計並(bìng)進行(háng)投板驗證,客戶調試後反饋過來的結果也讓大家(jiā)鬆了一口(kǒu)氣。

高速先生到最後有必要再(zài)多說兩句哈,無論如何,去掉端接電阻(zǔ)的DDR設計我們都(dōu)認為是非常規的設計,最好不要隻通過單(dān)純的設計進行保證,如果大家真的(de)有這(zhè)樣的想法和需求的話,最好(hǎo)的方式就是…

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