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使用高带宽混合信号示波器进行DDR验证和调试的技巧

DDR存储器,也称双倍数据率同步动态随机存储器,常用于高级嵌入式电路系统的设计,包括计算机、交通运输、家庭娱乐系统、医疗设备和消费类

DDR存储器,也称双倍数据率同步动态随机存储器,常用于高档嵌入式电路体系的规划,包含计算机、交通运输、家庭文娱体系、医疗设备和消费类电子产品。DDR的广泛选用也推进着DDR存储器本身的研制,在DDR 1和DDR 2逐步得到遍及并老练运用于某些职业的一起,新的DDR技能也开端呈现在电子产品规划中,如DDR3(第三代DDR技能)和LPDDR(低功耗DDR技能)器材,它们能供给更高的功能。你或许以为DDR存储器的规划十分简明,但事实上,这些存储器材中更高的数据率和更低的电压常常会令你感到很难有规划裕量。此外,DDR接口是最为杂乱的高速接口之一,因为每个存储器材上都有许多引脚;DDRII/III DQS、DQ等信号线不是简略的逻辑1和逻辑0,还包含高阻态;高速数据传输速率现已到达USB2.0和PCI-Express等串行技能的数百兆位每秒水平。这样一来,验证DDR接口成为一项冗杂的使命。尽管示波器广泛用于DDR接口的高功能物理层验证,但DDR存储器技能的杂乱性使惯例示波器的验证和调试成为一项应战。它或许会约束你进一步丈量的才能,如读写数据别离、指令触发、状况机解码和协议调试。针对此,本文将要点介绍惯例示波器验证进程中所遭受的应战,以及MSO怎么应对这些应战。

验证应战

DDR存储器接口的杂乱,不只体现在它是并行接口,每一根数据信号的传输率达几百兆乃至超越1G比特每秒,并且还体现在DDR存储器操控器和DDR 芯片间许多的信号互连。一个典型DDR器材有20个以上的信号,包含时钟、6个操控信号、12个地址信号、1个选通讯号和8个数据信号。当发动一项操作时,存储器操控器要经过输出至DDR芯片的操控信号发布指令。传统示波器只要4个模仿输入通道,而您或许需求一起衔接一切6个操控信号,来确认发送至 DDR接口的指令类型,更不用说许多时分规划人员需求一起调查时钟、数据选通和数据信号。

即便规划人员能根据有限的操控信号推导出指令或状况,但根据每一操控信号的凹凸状况解码当时指令,并回溯至DDR标准的真值表仍很困难。即便有或许完结,这也会是极为费时和简单呈现人为过错的使命。解码成百,乃至上千的长波形迹线并坚持盯梢则会是一场噩梦。因为示波器不能主动供给实时信息,手动查错作业将因费时吃力而失掉功率和作用。

因为受示波器通道数的约束,规划人员或许不能对所重视的信号作任何有意义的丈量。例如当把示波器通道接至一个时钟信号和三个操控信号后,就现已用完了一切的示波器通道。因而不能检查存储器操控器要拜访的地址信号,或是正在DDR总线上传输的数据信号。

关于存储器操控器和DDR芯片的验证来说,阻隔读写操作的才能至关重要。因为DDR总线上的读和写操作运用相同的数据选通和数据信号进行通讯,没有将读和写操作区别开来剖析的才能意味着示波器捕获的波形将是紊乱的,不能有用表征存储器操控器和DDR芯片的功能特性。要阻隔读写操作,就需求用有限的示波器通道阻隔用于读写指令的操控信号,但这是十分艰巨的使命。是否有阻隔读写操作的更有用办法呢?

假如上述应战对你来说仍是能够应对的,别忘了你还需求花时刻验证JEDEC标准界说的每一项测验参数。因为测验列表或许很长,因而往往难以全面表征每一项测验。进行手动丈量并不可取,而更不可取的是测验陈述有必要人工记载和编制陈述格局。有没有可用于履行丈量的已开发东西呢?最重要的是物理层和协议层的查错极为扎手。通常情况下要一起运用逻辑剖析仪和示波器,但这将添加本钱和学习时刻。上述一切对传统示波器的应战导致呈现了对全新示波器的巨大需求,这种示波器应有不止4 个输入通道,还具有适用于验证和调试DDR接口的新才能。

图1:混合信号示波器(MSO9000A)上的模仿通道和逻辑通道供给杂乱的触发、状况机解码和协议丈量,以超出传统示波器的才能完结杂乱的DDR验证和调试。

混合信号示波器的新才能

一种被称为混合信号示波器的非传统式示波器,除4个模仿输入通道外,还有集成的逻辑通道,仪器内部的这两种通道是时刻相关的(留意示波器通道和逻辑通道在硬件上是集成到一台仪器上,而不是两台仪器凑在一起,或许一台示波器外加一个逻辑剖析仪小盒子)。可把这种仪器幻想成一种由传统示波器和逻辑剖析仪组成的混合型东西。因为有了更多的通道,你现在能够把操控信号接到混合信号示波器的逻辑通道,然后轻松地触发各种指令,如激活、预充电、读和写,一起把模仿通道留出来作信号物理层丈量。现在,触及在多个操控信号上进行杂乱触发的其它类型协议丈量,比方写推迟和主动预充电参数等等,都能够用混合信号示波器完结。

MOS还供给DDR接口上的状况机解码和操作解码指令信息。此前你或许有必要手动解码DDR协议或指令,但MOS能够主动解码这些指令。它很快告知你当时操控信号状况所对应的指令,然后使你能专心于验证和调试。经过它,你还能很快告知示波器阻隔总线上的特定指令。例如你能够运用逻辑通道完结“写指令” 触发,在选通讯号和数据信号上进行参数丈量。

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