1.2.1、DDR

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1.2、CPU外圍器件搭配

1.2.1、DDR

簡說

第一篇講了CPU的框架選擇,其實我們應該順勢講下CPU具體選型的,但是其中又涉及到了最小系統問題,故這幾篇講的內容基本爲一個嵌入式系統的最小系統各自部分。
CPU運行需要有能直接尋址的存儲空間,而DDR正是擔任了此角色。
DDR從DDR1到DDR2,再到DDR3,現在基本又讓看GDDR6,LPDDR5、HBM3馬上都要來了也馬上都要來了,可見摩爾效應之可怕。
而這其中,我應用最多則爲DDR3,目前市面上很多產品依舊是DDR3爲主流設計,因爲他足夠我們的場景使用。那爲什麼會有DDR4,DDR5等的出現了,不是說DDR3足夠使用了嗎?
記得我們一開始說的設計要有市場意識嗎?現在就派上了用處,雖然說越往後面的DDR速率會越快,同時也帶來的是價格居高不上,所以你會看到很多電子產品均使用的是DDR3,目前有向DDR4延伸之意,一般這種新技術會在我們的電腦中體現出來,特別是高性能的電腦中,目前手機的配置有取代之意,這裏舉例電腦和手機,因爲他是我們最常見也最熟悉的東西(註明:包括以後文章,均不會以軍工等爲例)。
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01基礎點

DDR參考寶典有二,其一爲標準規格書,如下圖所示,這個是DDR的設計指導文件,一般是每一代會有一冊,但是在實際應用中,你會發現我們很少用到他,那爲何他會歸屬於寶典其一,我們有句老話強者定其標準(可以參考之前華爲5G標準的新聞)。
這裏如果你是僅僅是使用DDR的話,很多時候是不需要看到這份文檔的,所以你應該參考寶典其二——所選型型號datesheet,具體使用法則datesheet均有指出,包括了電壓。
很多時候,作爲硬件設計人員的話,可以實施拿來主義,即參考開發板或則官網的參考設計,現在越來越多的電子設計都有標準參考電路,以此爲標準進行裁剪即可,注意可變引腳的輸出輸入是否需要做適當變化,而不是一味的抄,這樣子到時候出樣機,你會哭的,所以對於DDR的知識就落到了PCB和EMC上去了。
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2 DDR拓撲

DDR拓撲結構一般有其二,星形和菊花鏈型。

拓補結構隻影響地址線的走線方式,不影響數據線,具體如下圖所示,你會發現數據線是互不影響的,影響的只有地址線的長度。

Fly-by拓撲結構:一般來說以上兩種拓撲結構足夠我們日常的普通應用,但是如果當需求中的信號頻率高達1600MHz的時候,以上的的星形拓撲就無能爲力了,而普通的菊花鏈也不足於支撐如此之高的頻率,以此會使用菊花鏈拓撲結構的改進型拓撲結構,Fly-by拓撲結構。

03匹配電阻,端接電阻

影響信號質量的反射行爲是由於阻抗不匹配造成的

我們的端接電阻就是來處理信號質量問題的,由於大多數器件的輸入阻抗都挺大的,比如CMOS器件約100KΩ,雙極性器件約10KΩ,er驅動器的輸出阻抗又很低,所以到導致輸入和輸出的阻抗不匹配,導致較多的反射行爲,我們一般有2種方式去處理終端匹配問題,一種是減小負載端的輸入阻抗,以消除信號在負載端的反射,另外一種則是在負載並聯一個電阻即可,這種方法叫做並聯終端匹配技術,所以又了我們所謂的匹配電阻。

附上之前轉載的一篇文章:
DDR佈線規則與過程——見過最簡單的DDR佈線教程

【下一集再見】

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