對PCB工程(chéng)師來說,不加端(duān)接電阻的快樂,你們絕對(duì)想象不到!
發布時間:2020-08-31 15:15:34
高速(sù)先生成員-- 黃剛(gāng)
對(duì)於(yú)做過DDR模塊的PCB工(gōng)程師來(lái)說有(yǒu)沒有過這樣(yàng)的體驗,在板子小密度高的情況下,要是突然發現原理圖上沒有那一(yī)大把地址信號的端接電阻,他們的心情一定會是這樣的…

掐指一算,基本上一個DDR的通道,地址控製信(xìn)號加起來差不多達到20根,也就是說硬件工程師的小手一揮,對於(yú)PCB工程師就是一(yī)筆福利,尤其在目前板上走線密度越來越大,層數越來越少的情況下,PCB工程師差點就(jiù)是給你一個大大的擁抱。當然從成本的角度看,要是(shì)一個板子有好(hǎo)幾個DDR通(tōng)道(dào),而且是大批量生產的話,你們的老板估計也會給你們加個雞腿吧。
但是爽歸爽,端(duān)接電阻卻不是說(shuō)去掉就能去掉的,你要去掉的前提肯定是要保證能夠跑通!這對於速率高的DDR模塊,例如(rú)DDR4,而且一個通道有4個顆粒的DDR模塊來說,問一下作為硬件(jiàn)工程(chéng)師的你們,敢試試(shì)嗎?
我們先說點輕鬆的吧,一(yī)般來說,常用的1拖4的(de)DDR拓撲結(jié)構一般有兩種,就是我們常見的fly-by拓撲和T拓撲,他們大概的示意圖如(rú)下所(suǒ)示:

當然兩者都可以加上相應(yīng)的端接電阻來組成一個更為完善的拓撲,從外形(xíng)來看,Fly-by拓撲是從頭到尾進(jìn)行串聯的組合,T拓撲(pū)是以控製器到(dào)每個顆粒時間大致相等為前提的組合。關於這兩(liǎng)種拓撲間的端接電阻如何(hé)選擇及相關的原理,可以觀看高速先生下麵這(zhè)個很詳細的(de)端接視頻哈。

那麽本案例(lì)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(de)意思是(shì)對於(yú)DDR4模塊來(lái)說,客戶提出了能不能把地址信號(hào)的端接電阻省掉,由於省掉端接電阻之後(hòu),那(nà)麽同時也可以節(jiē)省一個VTT的電源轉換芯片,也就是我們經常說的1.2V轉0.6V給VTT端接電阻供電的電源。很顯然這是(shì)一個非常(cháng)規的設計,尤其對於2400Mbps的DDR4而言。高速先生其實之前也很少遇到這樣的客戶需求,在這麽高速的DDR4模塊中,而且還是4個顆(kē)粒(lì)的情況下,高(gāo)速先生也是慢慢去嚐試不同的拓撲帶來的效果(guǒ)。
當然一開始高速先(xiān)生還是希望在比較傳統的Fly-by拓撲中(zhōng)實現,就是以下的拓撲了。

但(dàn)是在這個(gè)傳(chuán)統的單麵(miàn)放置4個顆粒的Fly-by拓撲中,高速先生並沒(méi)有得(dé)到想(xiǎng)要的答案,它的波形說明了在Fly-by拓撲中基本上不(bú)太可能做到。

那麽是不是就(jiù)不能實現了呢?從上麵Fly-by拓撲不加(jiā)端接電阻的眼圖結果(guǒ)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(jīng)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成如下的樣子:

沒錯,就是上麵(miàn)的這種(zhǒng)T拓撲,而且是正反貼的T拓撲,從空間利用來(lái)看它會更(gèng)有優勢,你可(kě)以認為它隻需要上麵單麵貼的Fly-by拓撲的一半位(wèi)置就可以(yǐ)啦。那麽它的信號質量到(dào)底能不能比Fly-by拓撲好呢?
之所以要打這個廣告,就(jiù)是想讓大家先去看看高速先(xiān)生隊長的(de)端接視頻,看看能不能從中(zhōng)得到一些(xiē)靈感哈。好了,那我們精(jīng)心設(shè)計(jì)的T拓撲的信號質量到底能不能(néng)比Fly-by拓撲好呢?我們給出了它的驗證結(jié)果,讓我們驚訝的是(在我們的意料之內),居然還是不錯的。

這讓高速(sù)先(xiān)生看到了4個DDR顆粒也可以不用端接電阻的可(kě)能(néng)性,因此高速先生在T拓撲的結構中再進行仔(zǎi)細的優化,包括阻抗優化,長度優化(huà),疊層優化等等一係(xì)列的(de)操作之後,大膽的完成了該設計並進行投板驗證,客戶調試後反饋過(guò)來的結果也讓大家鬆了一口氣。
高速先生到最後有必要再多說兩句哈(hā),無論如何,去掉端接電阻的DDR設計我們(men)都認為是非(fēi)常規的設計,最好不要隻通過單純的(de)設(shè)計進(jìn)行保證,如果大家真的有這樣的想(xiǎng)法和需(xū)求的話,最好的方式就是…
