DDR3基础与进阶_释放S-AMP资源-CSDN文库

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《DDR3 基础与进阶》

冼启源 331697625@qq.com

引言

DDR，在 PC、手机、通信设备等产品中广泛应用。而随着技术发展以及用户需求

提高，内存不断升级，从 SDRAM, DDR, DDR2、再到 DDR3，现在 DDR4 也开始大规模应

用。其特点就是速率、容量不断提高，而且性能、功耗方面也不断优化。内存技术是

很多软件、硬件、逻辑、测试工程师们关注的重点。但由于其复杂程度较高，同时，

英文资料复杂，理解困难，而中文资料能较全面详细描述 DDR3 的文献匾乏、零散。记

得刚接触 DDR3 时真是一头雾水，一直在其表面徘徊很久。身边小伙伴也是同感。

作者所从事的硬件领域常常接触 DDR，在这方面有一些难忘的经历，期间也积累

了一些知识。出于经验传承的目的，特写下本文。内存已经历多代，但很多知识是相

通的，本文拿当前主流的 DDR3 作为重点去讲解。出于能力水平及篇幅原因，本文未能

周全深入描述 DDR3 所有特性或者某些地方存在错误，还望读者谅解和指正。同时，本

书在一些地方引用了其他文献中的图文，会在相应地方加以说明。在此，衷心希望本

文能给能给想了解 DDR3 技术的同学提供帮助。

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引言 ...................................................................................................................................................... 1

目录 .................................................................................................................................................. 2

第一章 DDR3 基础 ................................................................................................................................... 4

1.1 DDR3 简介 ............................................................................................................................... 4

1.2 DDR3 基本概念 ....................................................................................................................... 4

1.3 DDR3 容量计算 ....................................................................................................................... 6

1.4 DDR3 内部结构 ....................................................................................................................... 7

1.5 存储单元结构 ............................................................................................................................... 8

1.6 模式寄存器简介 ......................................................................................................................... 10

第二章 DDR 硬件设计 ........................................................................................................................... 15

2.1 DDR3 管脚描述 ........................................................................................................................... 15

2.2 DDR3 原理图设计 ....................................................................................................................... 16

2.3 DDR3 PCB 设计 .......................................................................................................................... 21

第三章 DDR3 几个关键技术 .................................................................................................................... 29

3.1 ODT .............................................................................................................................................. 29

3.2 Output Driver Impedance ............................................................................................................. 32

3.3 ZQ Calibration ........................................................................................................................... 33

3.4 DLL ........................................................................................................................................... 34

3.5 预冲电 ......................................................................................................................................... 35

3.6 刷新 .............................................................................................................................................. 38

3.7 突发传输 Burst............................................................................................................................. 40

3.8 DM 数据掩码 ............................................................................................................................ 41

3.9 Write Leveling ........................................................................................................................... 42

第四章 DDR3 工作流程、参数详解 ........................................................................................................ 45

4.1 DDR3 工作流程 ........................................................................................................................... 45

4.1.1 初始化流程 ...................................................................................................................... 45

4.1.2 命令集 .............................................................................................................................. 47

4.2 DDR3 重要性能参数详解 ........................................................................................................ 50

4.2.1 tRCD 参数 ......................................................................................................................... 51

4.2.2 CL 参数 ............................................................................................................................. 51

4.2.3 CWL 参数 ......................................................................................................................... 52

4.2.4 AL 参数 .......................................................................................................................... 54

4.2.5 tRP 参数 ......................................................................................................................... 55

4.2.6 tRFC 参数 ....................................................................................................................... 55

第五章 DDR3 训练 ................................................................................................................................... 58

5.1 DDR3 训练是什么 ....................................................................................................................... 58

5.2 DDR3 训练的基本思想 ............................................................................................................... 60

5.4 Write Leveling .............................................................................................................................. 61

5.5 Data Eye Training ......................................................................................................................... 61

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5.6 Read DQS Gate Training .............................................................................................................. 63

第六章 DDR3 信号完整性测试 ............................................................................................................. 65

6.1 信号质量测试 ............................................................................................................................. 65

6.1.1 时钟信号质量测试 .......................................................................................................... 65

6.1.2 地址、控制、数据信号质量测试 ................................................................................... 70

6.1.3 复位信号质量测试 ........................................................................................................... 73

6.2 接口时序测试 ............................................................................................................................. 73

6.2.1 AC 与 CK 时序 ................................................................................................................. 73

6.2.2 DQ 与 DQS 时序............................................................................................................... 74

6.2.3 CK 与 DQS 时序 ............................................................................................................... 76

6.2.4 复位时序 .......................................................................................................................... 77

6.2.5 ODT 时序 .......................................................................................................................... 79

6.2.6 前导 Preamble/后导 Postable ........................................................................................... 80

6.2.7 刷新周期 .......................................................................................................................... 82

6.3 泰克 DDRA 软件简介 ................................................................................................................ 82

6.4 SSN 测试 ...................................................................................................................................... 84

6.5 时序裕量测试 ............................................................................................................................. 85

6.5.1 窗口扫描 .......................................................................................................................... 85

6.5.2 VREF 拉偏+高低温四角测试 .......................................................................................... 86

第七章 DDR3 问题案例 ......................................................................................................................... 87

第八章 SDRAM、DDR、DDR2、DDR3、DDR4 对比 ..................................................................... 88

8.1 SDRAM ..................................................................................................................................... 89

8.2 DDR SDRAM............................................................................................................................... 91

8.3 DDR2 SDRAM............................................................................................................................. 93

8.4 DDR3 SDRAM............................................................................................................................. 95

8.5 DDR4 SDRAM............................................................................................................................. 97

附录及后记 .............................................................................................................................................. 100