GROUP0:
DQ0-DQ7,DQM0,DQS0P/DQS0N;
GROUP1:
DQ8-DQ15,DQM1,DQS1P/DQS1N;
GROUP2:
DQ16-DQ23,DQM2,DQS2P/DQS2N;
GROUP3:
DQ24-DQ31,DQM3,DQS3P/DQS3N;
GROUP4:
DQ32-DQ39,DQM4,DQS4P/DQS4N;
GROUP5:
DQ40-DQ47,DQM5,DQS5P/DQS5N;
GROUP6:
DQ48-DQ55,DQM6,DQS6P/DQS6N;
GROUP7:
DQ46-DQ63,DQM7,DQS7P/DQS7N;
數據線其拓撲是點對點的形式,拓撲如下所示:
圖1:DQ拓撲 DQS拓撲如下:
圖2:DQS拓撲
數據線佈線注意事項:
1.同組同層,如:GROUP1,同一組數據線要走在一起,並要走在相同層面; 所有的數據線優先考慮以GND平面爲參考平面;
2.走線間距:組內按3H(說明:H指的是到主參考平面的高度,本文中所使用的間距爲中心間距)原則;組間間距要5H以上;DQS和DQ的間距按5H設計;
3.DQS等長:對於DQS差分線的線間距要小於2倍的線寬(緊耦合設計);差分對內長度誤差控制在5mil以內; 組內等長以DQS爲基準,等長控制在20mil以內且儘可能的即時等長;
4.數據線在滿足和時鐘的時序關係外,還需注意最長的長度要求(例如Intel Romley要求不超過6500mil),具體的以芯片手冊要求的爲準;而對於控制線、地址線、時鐘線 分組如下:GROUP8:Address ADDR0-ADDR14 共15根地址線;GROUP9:Clock CLK、CLKN差分對;
GROUP10:Control 包括WE、CAS、RAS、CS0、CS1、ODT0、ODT1、BA0、BA1、BA2等;
圖3:時鐘地址、控制線拓撲參考圖
圖4:地址、控制線對於拓撲結構一定要看芯片是否支持讀寫平衡(Read and Write Leveling)。如果不支持和DDR2一樣按T拓撲處理。(保證CPU到DDR各支點等長,注意終端電阻要接到最大的T點上)支持讀寫平衡情況下:2-4片顆粒:走T點或是Fly-by都可以;4片及以上顆粒:建議走Fly-by。下面是4顆粒DDR3按T和FLY-BY 拓撲結構的實例:
圖5:4顆粒T型拓撲處理方式
圖6:4顆粒FLY-BY拓撲處理方式而對於FLY-BY的拓撲結構 ,要注意以下幾點:
1. 間距 組內按3H(說明:H指的是到主參考平面的高度,中心間距3H,)原則;組間間距要5H以上;CLK和ADD/CMD等的間距按5H設計;
2.儘量同組同層完成走線且有完整參考平面(GND/power);
3.各個DDR顆粒間的走線,儘量用COPY,長度誤差在20mil以內(推薦5mil);若因結構限制,最大不能超過100mil;
4. 時鐘線推薦帶狀線佈線以(GND/POWER爲參考平面); 時鐘要緊耦合設計,對內等長控制在5MIL以內;源端和終端匹配的走線,長度不要太長(推薦300 mil以內)
5.終端(上拉)電阻要放在最後一個DDR顆粒(末端),且走線長度小於500mil;
6.在有多個負載時,爲了減少串擾和加大負載容性補償,到第一個顆粒(主幹道)的走線阻抗可以比到後面的走線阻抗偏小點,5-8歐姆左右。
7.Add/Com/Ctrl/Clk網絡從控制器到第一個DDR顆粒的走線長度不要超過6000mil,到最後一個DDR顆粒不要超過12000mil。
8.在多個考慮表底貼時分支的節點走線長度小於200mil且儘量等長.
圖7:表底貼T型拓撲處理方式 本期對於DDR3的佈線要求先說到這裏,對於設計中還有那些重點需要關注和設計的我們將在下期繼續講解。(以下內容選自網友答題)
1.電源穩定性,器件佈局與後期佈線都會影響電源紋波;
2. 線寬、線間距(組內/組外),此部分也影響阻抗;
3. 疊層考量,佈線規劃好,綜合考慮在哪層走線;
4. 板材考量;
5. 串擾反射的考量;
6. 過孔的考量; 不同的佈局佈線都會影響上述參數 線寬線間距,絕對長度相對長度,拓撲結構,疊層參考面走線規劃,過孔等等,總之各種考量是爲了滿足時序,信號質量,速率等要求
1、一個字節內的8位數據線同層佈線,參考完整的電源與地平面。dqs差分走在數據線中間,以dqs爲基準做10mil的等長。數據的字節間8位可以不用等長。
2、佈線3w,且時鐘和dqs差分與單線控制5w間距。
3、阻抗主線按40歐,ddr端按60歐,差分按85歐。低阻抗爲了更好的阻抗匹配減少反射。
4、地址命令控制從控制器到每片ddr控制誤差20mil,參考完整的電源與地平面。
5、vref走線20mil,遠離vtt電源,vtt鋪銅過流3.5A。
一、對於地址和控制時鐘線,確認控制器是否支持writing leveing,支持的話對於一驅二及以上優先採用fly-by拓撲走線,不支持的話T型拓撲走線。
二、數據都是點到點的結構,優選同一組數據走在同一內層,便於控制阻抗。
三、對於參考面,優選地平面,滿足不了,只能參考自己的1.5V IO電源平面。
四、爲了控制SSN,建議按2W及以上間距走線。
五、時鐘線和DQS線距離其它走線儘量保證3W及以上。
六、根據時序要求控制等長。
注意佈局首先,終端匹配電阻儘量靠近ddr3並且儘量靠近主控芯片,佈線要遵守3W原則,注意電磁兼容性,做好電容濾波,電源要注意io和內核電源以及vtt等要儘量隔離做好相互防止干擾問題
首先,確認走線結構,fly-by orT型; 其次,確認阻抗大小,設置疊層線寬線間距等,並根據走線結構設置線組規則; 最後,信號線儘量同組同層,線間距至少2w,時鐘線要3w以上,且參考面完整。
總體規則:vref的電容儘量靠近管腳放,vtt的電容儘量靠近端接電阻放,信號相鄰層必須有地平面,不允許跨切割,信號需控制阻抗,所有信號儘量最多經過2次過孔,芯片端儘量多打地孔。 數據線:總長儘量小於2000mil,DQS差分對的過孔儘量遵循g-s-s-g,數據單端線間距儘量控制在2.5倍線寬以上,每組數據線必須在同一層。 時鐘線:儘量使用fly-by結構,端接電阻放在fly-by結構末端,stub儘量小於200mil,並且分支線的stub等長且小於50mil,過孔儘量遵循g-s-s-g,時鐘線與其它線間距應三倍差分間距以上。 地址控制線:儘量使用fly-by結構,端接電阻放在fly-by結構末端,stub儘量小於100mil,並且分支線的stub等長且小於50mil,線間距1.5倍線寬以上。
1,定好參考面,選擇噪聲小的電源平面或地平面,如有demo板參考demo板要求。
2,同組信號儘可能同層走線,不要跨分割。
3,地址線和控制線注意與時鐘信號的等長約束。選通信號與同組信號的等長控制。非fly by走線的還注意時鐘與選通信號的等長約束。
4,減少串擾,走線滿足3w原則,同參考層的相鄰層走線垂直。
5,減少電源躁聲,ddr3和vtt的電源走線儘量短而粗。
6,走fly by走線需要提前注意主控芯片是否支持讀寫平衡。
首先要確定片子個數,用於確定佈局和拓撲結構,其次是各外圍元器件放置位置(文章已經講得比較詳細了),然後設置線寬,線距,線等長,最後注意走線的技巧(以前文章也講得很多了,不外乎保證阻抗的連續性和參考平面,電源的連續性)。
1.信號組中,同組同層,DQ以DQS差分線爲參考,等長設置在10mil
2.地址/控制/命令組,若主控芯片支持讀寫平衡,使用Flyby結構,儘量減少Stub長度。若不支持使用T型拓撲結構。阻抗補償有利改善信號質量,單端40-50歐,差分85-95歐。
3.時鐘差分線在同層,參考地平面,保持平面完整,長度控制在25mil誤差。
4.線寬線距滿足3W原則,防止干擾。蛇形走線間距大於25mil。
5.信號線不能跨分割電源平面。
6.VTT電源使用鋪銅或平面連接,寬度大於150mil。
1、DDR3要嚴格控制阻抗,單線50ohm,差分100ohm,差分一般爲時鐘、DQS。在走線過程中,儘量減小阻抗跳變的因素,比如:換層、保證參考平面完整不跨分割、線寬變化、避免stub線等。
2、爲滿足DDR3時序,需要將DDR3信號分組走線。數據線每八根一組,外加相應的DQS和DQM走線必須同組且保證同層,換層次數一致,長度誤差控制在±10mil內;
3、地址線、控制線、時鐘線分爲一組,長度誤差控制在±25mil內。
4、佈線要求同組同層,最好都參考地平面。時鐘對內等長要小,兩根線誤差小於5mil。時鐘與其他信號線之間距離最好大於15mil其它信號線之間在有空間的情況下保證線間距3W,局部區域可適當減小距離。以減小信號之間的串擾。
5、DDR3地址線、控制線、命令線FLY-BY的走線方式,以提高信號質量。採用FLY-BY設計,可降低同時開關噪聲(SSN) 。當系統 DDR 的個數大於 4,佈線長度大於 2 英寸,強烈建議加上端接電阻。 RS 和 RT 的值取決於驅動強度等,需要仿真和架構測試來優化。
1.減少串擾:走線保證3w或以上的間距,相臨層走線不重疊,同組數據線走同層,不跨分割
2.減少電源躁聲:ddr3和vtt的電源模塊,儘量靠近負載,電源層與地層間距儘量小
3.注意容性負載帶來的阻抗不匹配問題,調整主段線寬(加大線寬,減小阻抗)
4.檢查主控是否支持讀者平衡,支持才能用fly-by,否則採用ddr2的拓撲。
DDR3佈線的注意事項:
1、注意不支持讀寫平衡(Read and Write Leveling)功能的DDR3主控芯片,不能採用Fly-by結構;
2、佈線時推薦按照數據組、地址命令組、控制組、時鐘信號、電源的順序進行;
3、根據Datasheet,佈線要滿足線寬、線距及阻抗的要求;
4、保證信號完整性,走線不要跨分割;避免走在參考平面的邊緣上,儘量離邊緣有一定距離(比如至少30mil以上);
5、各數據組信號,同組信號要走在同一層,至少保證參考同一平面。
1、控制阻抗;
2、如有多顆需要確定佈線拓撲結構;
3、儘量滿足3W原則;
4、VREF電源線儘量不小於20mil寬度;
5、參考面儘量是GND或者DDR3電源的平面,避免其他電源的平面。
6、數據組,地址、控制、時鐘組做好等長等
1.整體策略考慮。若制板要求允許,可考慮 DDR 芯片正反面重疊放置,以利於佈線;建議DDR區域與其他非DDR區域相對隔離,DDR區域內不要放置其他元器件,非DDR信號走線不要進入DDR區域 。
2.將DDR信號分爲clock,data, address/command/control三個組。每組分別有不同的設計規則。
A) clock 組:爲差分對時鐘信號,走在完整的GND 平面相鄰的信號層;原則上所有時鐘應走在同一層;避免時鐘交叉,必要時可以調整時鐘到不同 DDR 芯片的連接;時鐘長度相等,誤差控 制在20mil內,時鐘長度等於或略大於地址信號。
B)data 信號應儘量走在GND平面相鄰的信號層;每個lane的信號走在同一層相鄰lane的信號在不同層;mdqs信號間距至少4倍線寬(20mil)。與非DDR信號之間的距離至少20mil;每個lane 內信 號線等長,長度差控制在 25mil 內;lane 之間信號的長度差控制在 25%。
C)ADDR/CMD/CTRL組,要求該組信號線採用fly-by型拓撲結構。
3.DDR 電源。電源輸出後過濾波網絡;電源線要寬,Vref至少25mil,Vtt至少 150mil, 如可能儘量鋪成平面;儘量遠離信號線,至少20-25mil電源反饋Vsense應接在Vtt線(平面)的中間點。
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