内存广泛应用于各种设备的单板。而跟着电子产品对数据吞吐量的不断提高，内存也在更新换 代，进一步提升了速率，如新一代内存 DDR4，数据信号速率达到了 3.2Gbps。更高速率的内存信号，不只 JEDEC 标准规则了更严厉的测验要求和更多的测验项目，如关于 DDR4 还要求测验固有颤动 Dj，以及信号 的眼图模板测验等，并且对传统的内存测验软件中所运用的 DDR 内存信号读写别离办法，也构成了新的挑 战。本文将剖析和介绍更高速率的 DDR 内存信号测验所面对的应战以及力科的应对计划。
一、传统剖析软件针对 DDR 信号的读写别离原理
常用的 DDR 内存剖析软件一般是经过 DDR 内存的 DQ 数据信号与 DQS 选通信号边缘 之间的时序联系来判别读与写的，即读突发时 DQ 信号和 DQS 信号边缘对齐，写突发时 DQ 信号和 DQS 信号中心对齐，如下图 1 所示，只需 DQ 信号和 DQS 信号之间的时序在[-X1， X1]范围内即认为是读突发，如果在[0.25*UI-X2，0.25*UI+X2]范围内，即为写突发，示波 器软件会进行优化设定 X1 和 X2 的值以尽或许精确的别离出读、写信号，不同示波器厂家 的软件也或许会有所区别。
图 1 常用的 DDR 内存剖析软件所运用的读写别离办法
该办法关于速率较低的 DDR 内存信号来说会作业得很好，因为信号速率低，数据位间 隔 UI 就会比较大，也即读突发时的 DQ 和 DQS 的相对边缘方位数值与写突发时 DQ 和 DQS 的相对边缘方位数值相差比较大（相差 1/4 个 DQS 选通信号周期）。而当 DDR 信号速率越 来越高后，UI 将越来越小，此刻即使是读突发周期，DQ 与 DQS 信号的边缘发生的偏移也 极有或许会被误识别为写突发，反之，写突发相同也或许会被过错的判别为读突发。
此外，因为电路板上的电子%&&&&&%的密布程度越来越高，并且内存类的芯片又都是 BGA 封装的，所以许多状况下难以在信号走线的最结尾进行测验，然后导致丈量到的信号呈现反 射的现象，如下图 2 所示为一个 DDR3 信号的测验图示，左上和左下分别为写突发的 DQ 信号和 DQS 信号的眼图，右上和右下分别为读突发的 DQ 信号和 DQS 信号的眼图。从图中 可看出，写突发时 DQ 和 DQS 信号的眼图中也搀杂了读突发时 DQ 和 DQS 信号的眼图，原因正是读突发时 DQ 和 DQS 信号在挨近电平 50%的方位有显着的台阶，此刻 DQ 和 DQS 之间的时延将难以被精确丈量和确认，也就是说运用传统的经过“读边缘对齐和写中心对齐” 的办法将难以精确的别离该状况时的 DQ 和 DQS 的读写信号。
图 2 某 DDR3 信号的读写信号眼图
二、依据高速数字剖析仪及专用 DDR调试剖析软件的内存测验计划
1、运用高速数字剖析仪依据指令总线进行读写别离
内存 DDR 接口都具有并行操控总线信号，这些操控总线信号能够清楚的指明 DQ 和 DQS 信号是处于读突发状况仍是写突发状况，以及这些信号来自于哪个芯片。所以能够通 过一起测验这些操控信号来对 DQ 和 DQS 信号进行读写别离。但一个显着的困难是，除了要测验 DQ 和 DQS 信号外，还需求额定再测验 4 个操控信号，若都运用模仿通道进行测验，则示波器的通道将不够用，而测验操控信号的意图是为了帮忙别离读写，所以彻底能够运用数字探头来测验这些操控信号，但是新一代更高速率的 DDR，如 DDR4，速率比较高，达到了 3.2Gbps，传统的低速 MSO 将难以满足要求。为了应对这样的需求和应战，力科推出了采样率高达 12.5GS/s 的高速数字剖析仪及高带宽易于衔接的数字探头。下图 3 所示为力科的高速数字剖析仪 HDA125 与力科的 SDA820Zi-B 串行数据剖析仪进行 DDR 信号测验验证的衔接示意图。
图 3 力科的高速数字剖析仪 HDA125
HDA125 具有 12.5GS/s 的采样率，存储深度巨细取决于所衔接的示波器，最多可装备16 条数字链路，探头的数字引线具有 3GHz 带宽，可收集 6Gbps 的信号，集成 9 英寸柔性“飞线”来衔接难以抵达的衔接点，且具有十分优异的负载特性（110k 输入阻抗和 0.12pF 的输入%&&&&&%）十分适合于测验高速 DDR 内存信号。
2、DDR 内存专用调试东西包DDR
内存专用调试东西包是除了一致性测验东西包之外力科开发的别的一款专用于DDR 内存调试的东西，该东西愈加注重于调试和剖析，不是彻底包括 JEDEC 标准要求的一切测验项目或者说仅仅 JEDEC 测验标准要求测验项意图一个子集。DDR 内存专用调试东西包具有如下功用和特色：只需按一个按钮即可完成 DQ 和 DQS 信号的读写别离（依据力科的 Qualify 一致性软件的读写别离原理）；对 DQ 和 DQS 信号进行眼图和模板丈量；对 DQ和 DQS 信号进行颤动丈量和分化；包括一系列针对 DDR 信号的特定丈量参数。下图 4 至图 7 所示为力科 DDR 内存专用调试东西包的界面：
三、运用高速数字剖析仪与 DDR 专用调试东西包对 DDR 内存信号进行调试
下图 8 所示为一个 DDR3-800 的单板，读突发的 DQ 和 DQS 信号有一些反射问题，信号形状见上面图 2 所示。该单板上衔接有 2 个模仿差分探头和 5 条数字通道，模仿探头收集了 DQ，DQS 信号衔接到力科示波器 SDA 820Zi-B 的 C1 和 C2 上，数字探头收集了 CS，WE，RAS，CAS，CLK 信号经过力科的高速数字剖析仪 HDA125 也衔接到力科示波器 SDA820Zi-B 上。模仿探头和数字探头在测验之前做了时序上的校准。
图 8 某 DDR3-800 的 DDR 内存信号测验衔接图
收集到的信号在示波器屏幕上的显现如下图 9 所示。一起在 DDR 调试东西包中输入对 应的指令总线，如下图 9 下方所示，此刻读、写突发被别离出来并明晰的标示在波形上，类 似于力科的解码软件，DDR 的读写解码信息也以类似于表格的方式显现于波形窗口的下方， 每条解码信息与当前所显现的波形相对应，时刻上同步，故也十分适合于查找和定位特守时 刻或方位的读写突发波形信息。
图 9 依据 HDA125 和 DDR 专用内存调试剖析软件完成内存信号的读写别离
此刻，读突发和写突发的眼图被精确的别离，如下图 10 所示：
图 10 DDR3 内存的 DQ 和 DQS 的读突发和写突发的眼图
四、使用虚拟勘探东西应对 DDR 内存信号中的反射问题
在上面的 DDR 调试示例中，读突发因反射问题导致信号呈现显着的台阶，这将给读突 发时的时序测验带来过错的成果。而反射问题一般是因为测验点没有坐落信号链路的最结尾 所导致的。力科公司的虚拟勘探软件 VisualProbe 能够用于处理此类问题。 VisualProbe 虚拟勘探软件需求几个参数：测验点到结尾（反射点）的传输延时、结尾 的 RLC 参数以及特征阻抗。传输延时能够依据信号的反射方位丈量得到，如下图 11 所示， 反射信号的往复时刻约为 680ps，所以传输延时约为 340ps。RLC 参数能够从芯片手册中的 管脚参数得到，特征阻抗为 PCB 设计时所设定，一般为 50 欧姆。
图 11 DDR3 内存读突发时 DQ 和 DQS 信号上的反射信号传输延时丈量
将相关参数输入到虚拟勘探软件中：
图 12 虚拟勘探软件 VisualProbe 参数设置界面
虚拟勘探前、后的读突发 DQ 和 DQS 信号波形眼图如下图 13 所示，左面为本来的波形，右 边为虚拟勘探后的波形。依据虚拟勘探后的 DQ 和 DQS 波形能够顺利完成时序的丈量。
图 13 读突发时虚拟勘探前、后的 DQ 和 DQS 眼图比较
