DDR2布线指导

,*,*,DDR2布线指导,1,在现代高速数字电路的设计过程中，工程师总是不可避免的会与DDR或者DDR2打交道。DDR2的工作频率很高，因此，DDR的Layout也就成为了一个十分关键的问题，很多时候，DDR2的布线直接影响着信号完整性。下面本文针对DDR2的Layout 问题进行讨论。,2,1、DDR2的信号及分组,以上数据取自于Zentel的A3R1GE4CFF,3,1、DDR2的信号及分组,DDR2信号分组,1,数据信号组DQ、DQS、DM，其中每个字节又是内部的一个信道LANE组，如DQ0DQ7,LDQS,LDQS#,LDM为一个信号组。,2,地址和命令信号组，包括BA,ADDR,RAS#,CAS#,WE#,3,控制信号组，包括CS#,CKE,ODT,4,时钟信号组，包括CK,CK#,4,2、印制电路板叠层,印制电路板叠层要求,1,电路板的阻抗控制在 5060ohm，差分线为100120ohm,2,填充材料 Prepreg 厚度可变化范围是46mil,3,电路板的填充材料的介电常数一般变化范围是 3.64.5，它的数值随着频率，温度等因素变化。,FR-4 就是一种典型的介电材料，在100MHz 时的平均介电常数为4.2。推荐使用FR-4 作为PCB 的填充材料，因为它便宜，更低的吸湿性能，更低的电导性。,4,一般来说：DQ，DQS 和时钟信号线选择VSS 作为参考平面，因为VSS 比较稳定，不易受到干扰；,地址/命令/控制信号线选择VDD 作为参考平面，因为这些信号线本身就含有噪声。,5,2、印制电路板叠层,4层板叠层示意图,6,2、印制电路板叠层,7,3、端接技术,串行端接,主要应用在负载DDR 器件不大于4 个的情况下。对于单向的信号来说，例如地址线，控制线，串行端接电阻放置在走线中间或者是信号的发送端，推荐放置在信号的发送端。,并行端接,并行端接，主要应用在负载SDRAM 器件大于4 个，走线长度2inch，或者通过仿真验证需要并行端接的情况下。,并行端接电阻Rt 取值大约为2Rs，Rt 的取值范围为36,56，推荐47(MICRON观点),差分端接,适用CK、CK#差分信号,为满足信号完整性要求，信号线往往需要进行端接处理，端接方式分为以下三种,8,3、端接技术,SSTL_18电平标准端接示意图,9,3、端接技术,差分端接示意图,10,4、布线顺序,11,导线长度要求,5、导线宽度和间距,12,导线间距要求,5、导线宽度和间距,13,VREF,及,VTT,布线要求,5、导线宽度和间距,VREF,走线：,1),走线宽度：建议,20mil,以上。,2),走线间距：建议,25mil,以上。,3),包地走线：条件允许下。,4),去耦电容：尽量靠近,IC,的管脚处，常用两个数量级电容滤波（,100nF,和,1nF,）。,VTT,走线：,1,）,走线宽度：最小,150mil,，一般在表层或底层进行孤岛铺铜。,2,）,上拉电阻：常用阻排，通常直接放置在,VTT,铜皮上并就近打孔。,3,）,去耦电容：每,4,个电阻（或一个,4,电阻阻排）放置一个去耦电容，常用,0.1uF,电容。,4,）,储能电容：在,VTT,孤岛铜两端各放置两个电容，常用,4.7uF,和,220uF,电容。,14,6、导线宽度与可承载的电流,目前由于成本的原因，PCB 面积越来越小化，这给工程师带来很大的挑战，除了考虑电路精简、合理布局、改变元件封装等外，也要考虑走线的宽度， 主板上有多组电源，占用不少的面积，如何使电源的走线占用更少面积呢就成为我们一个关注的问题。,15,6、导线宽度与可承载的电流,盎司的概念,盎司(OZ)是重量的单位, 国际上用单位面积的重量来控制铜皮的厚度，等于将一盎司质量的铜平均分配到一平方英尺的面积上，1 盎司305g/m210，它表示铜皮的厚度等于35 微米,1.4mil。,PCB 銅皮厚度,PCB 銅皮有厚度之分，有0.5 盎司(18um)厚度，1 盎司（35um）厚度，2 盎司（70um）厚度。需要更高厚度如3 盎司、4 盎司，线路板厂可以电镀解决。可镀铜、镀银、镀金。,一般 PCB 铜皮的厚度为1 盎司，表面完成铜厚度为1.62.0mil，即40.650.8um(1.16 盎司1.45 盎司)。线路板厂家会加上一定的余量。,16,6、导线宽度与可承载的电流,通流能力的计算公式如下：,式中,Imax最大通流，单位为安培,K降额参数，一般取0.024,T通流路径上的最大容许的温度，单位是度,A路径的横截面积，单位是平方米尔(mil2),17,6、导线宽度与可承载的电流,导线宽度100mil,厚度1oz，容许温升5度，它能通过的电流为多大？,根据上面的公式，K=0.024，T=5，,A=100mil*1.4mil=144mil2,因此I=0.024*2.03*36.71=1.78A,需要注意的是：,1.公式只能用于参考，必须充分降额使用,2.谨慎地对各项参数取值，尤其是容许温升的值。,18,6、导线宽度与可承载的电流,铜皮厚度,走线宽度和电流的经验关系表,19,6、导线宽度与可承载的电流,对于过孔来说，也可以用此公式来计算通过电流的能力，需要注意的是其中过孔面积的计算。,20,7,、,VTT,电源芯片的选择,当负载较大的时候，,DDR2,拓扑结构中必须加入并联终结电阻及,VTT,电源，这就涉及到,VTT,电源芯片的选择。我们将从功耗的角度来考虑,VTT,电源芯片的选取。,21,7,、,VTT,电源芯片的选择,假设,Rs=20ohm,Rt=25ohm,DDR2,源端内串联电阻为,10ohm,则,DDR2,输出高电平时，,VTT,吸收电流为：,(VDDQ-VTT)/(Rs+Rt+Rin)=(1.8-0.9)/(25+20+10)=16.4mA,DDR2,输出低电平时，,VTT,驱动电流为：,VTT/(RS+Rt+Rin)=0.9/(25+20+10)=16.4mA,22,7,、,VTT,电源芯片的选择,对于,DDR2,来讲，因为有,ODT,功能，数据线无需,VTT,，只有地址线及控制线需要终结于,VTT,。对于,DDR2,来讲，举例来讲，,BA,信号,3,根，,ADDR,信号,14,根，,CAS,、,RAS,、,WE,三根，及,ODT,、,CS,、,CKE,三根，总共,23,根。需要总电流为,16.4*23=377.2mA,23,谢谢,24,