应用指南时钟应用处理器地址 /CMD 数据 DRAM 引言几乎每个电子器件都采用某种形式的内存应用正变得越来越复杂越来越面向媒体, 在这些应用的推动下, 工程师需要更高的性能更低的成本及改善的效率和可靠性 JEDEC 已经推进技术标准, 以支持这些要求, 这使得 DDR 内存成为所有电子

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符苍
5 years ago
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1 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口应用指南您将学习哪些内容 : 本文重点介绍怎样使用可视触发 Pinpoint TM 触发及高级搜索和标记功能设置触发, 简便地捕获关心的事件 1

应用指南时钟应用处理器地址 /CMD 数据 DRAM 引言几乎每个电子器件都采用某种形式的内存应用正变得越来越复杂越来越面向媒体, 在这些应用的推动下, 工程师需要更高的性能更低的成本及改善的效率和可靠性 JEDEC 已经推进技术标准, 以支持这些要求, 这使得 DDR 内存成为所有电子器件中使用最广泛的内存技术, 如计算机系统消费电子工业应用或移动产品 JEDEC

2 应用指南时钟应用处理器地址 /CMD 数据 DRAM 引言几乎每个电子器件都采用某种形式的内存应用正变得越来越复杂越来越面向媒体, 在这些应用的推动下, 工程师需要更高的性能更低的成本及改善的效率和可靠性 JEDEC 已经推进技术标准, 以支持这些要求, 这使得 DDR 内存成为所有电子器件中使用最广泛的内存技术, 如计算机系统消费电子工业应用或移动产品 JEDEC 最近发布了第四代 (DDR4) 内存标准, 以及第三代低能耗 (LPDDR3) 内存标准 DDR 接口可以分成三组不同的信号 : 时钟 : - 总线上所有事务都相对于时钟信号发生时钟由应用处理器提供地址 / 命令总线 : - 信号是单向的, 由应用处理器驱动到 DRAM, 驱动速度与时钟信号的速度相同这个信号承载 Address 以及到 DRAM 的 Command DDR 总线协议允许信号在不活动时进入空闲状态或三态在 DDR 接口上调试或执行 JEDEC 一致性测量时, 必需只在使用示波器采集的信号中满足标准的部分执行特定测量, 如在 Read 或 Write 突发期间, 或在特定行列的总线事务上捕获并找到在 DDR 接口上分析的正确波形部分极具挑战性, 这要求收集和分类数千次采集, 才能找到关心的事件通过定义触发, 隔离所需事件操作, 显示确认的信号状态, 可以加快内存接口的调试 / 检定过程泰克为内存验证提供的示波器功能泰克示波器为触发隔离和捕获关心的事件提供了各种方式, 是内存接口调试验证和检定不可或缺的工具对内存接口验证来说, 最实用的部分功能包括 : 可视触发 Pinpoint 触发高级搜索和标记本文重点介绍可以怎样使用泰克示波器上的可视触发功能, 设置不同的触发类型, 捕获内存接口上的不同事件数据总线 : - 信号是双向的, 由 DRAM 芯片 (READ 命令 ) 通过 Command 总线驱动, 驱动速度是时钟信号的两倍 2

3 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口可视触发可视触发功能使用示波器显示屏上画出的用户自定义判定区域, 以定制方式判定 PinPoint 硬件触发事件通过丢掉不满足图形定义的采集波形, 可视触发把示波器的触发功能扩展到传统硬件触发系统之上 Pinpoint 触发泰克 PinPoint 触发是业内性能最高的示波器触发系统 PinPoint 触发系统囊括了 A 事件和 B 事件双触发逻辑判定触发窗口触发复位触发以及常用的一系列门限和定时相关触发高级搜索和标记高级搜索和标记 (ASM) 功能扫描采集的波形数据, 找到事件发生的多个时点, 并标记每个发生时点搜索和标记功能扩展到实时通道存储的数据和数学波形中可以在表格中查看 ASM 的结果, 可以简便地导航到长记录中事件发生的某个时点高级搜索和标记与可视触发可以与 PinPoint 触发结合使用, 触发和隔离 READ 和 WRITE 突发, 检测码型, 构建特定事件的眼图本文重点介绍可以怎样使用泰克示波器上的这些功能, 设置不同的触发类型, 捕获内存接口上的不同事件特点说明区域数量 8 支持的区域形状矩形, 三角形, 梯形, 六边形, 用户自定义形状 (48 个顶点 ) 区域操作移动, 重新确定大小, 复制, 翻转, 旋转, 增加 / 删除 / 编辑顶点区域颜色每条通道 1 个长记录长度和缩放支持触发判定 A, B, A+B, B 事件扫描, 触发复位和触发延迟逻辑运算符 In/Out, AND, OR, XOR 采集模式实时, 等效时间可编程接口是保存 / 调用设置所有设置或仅可视触发支持的型号 MSO/DPO/DSA70000C/D, DPO7000C, MSO/DPO5000 表 1. 可视触发功能特点 A 事件触发类型 B 事件触发类型说明边沿毛刺欠幅脉冲宽度跳变时间超时码型状态建立时间 / 保持时间窗口 MSO 可以选择最宽 20 位逻辑判定同 A 事件触发类型触发顺序主时基, 时间延迟, 事件延迟, 时间复位, 状态, 跳变特定应用触发通信触发, 视频触发, 串行码型触发,8b/10b 触发, 低速标准协议触发搜索和标记事件搜索毛刺或欠幅脉冲, 以及跳变速率脉宽建立时间和保持时间超时窗口违规, 或查找任意数量通道上的任意逻辑或状态码型使用选项 DDRA 搜索 DDR 写或读突发支持的型号 MSO/DPO/DSA70000C/D, DPO7000C, MSO/DPO5000 表 2. Pinpoint 触发功能 3

4 应用指南图 1. DDR3 READ 和 WRITE 操作隔离 DDR3 总线上的 Read 和 Write 突发 DDR READ 和 WRITE 操作面向突发突发长度在初始化过程中通过写入 MRS 寄存器相应的位字段进行编程 READ 或 WRITE 操作从 READ 或 WRITE 命令开始, 并带有针对活动开放的 Row 的 Column Address 在经过 Read/Write Latency ( 读 / 写时延 ) 规定的延迟后, Data 表现为完成, 但两个周期之间的信令有多种差异, 其可以用来迅速设置触发条件, 隔离和触发关心的总线事件在本白皮书中, 我们将以 DDR3 为例, 说明不同类型的可视触发设置 DQS 前置码的极性 - 对 DDR3 和 LPDDR3,READ 为负,WRITE 为正 - 对 DDR4,READ 和 WRITE 均为正 DQS 和 DQ 相位对准差 - READ 为边沿对准,WRITE 为中心对准 CS, 判定特定行列的总线事务命令总线上的 READ/WRITE 命令信号幅度与示波器探测点位置 4

5 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口图 2. 读突发根据前置码极性和 DQ/DQS 相位对准隔离突发在图 2 和图 3 中, 通道 1 ( 黄色 ) 是 DQS 选通数据位, 通道 2 ( 蓝色 ) 是 DQ 数据位我们为连接到 DQS 选通的通道定义了简单的边沿触发不需任何判定, 硬件触发将同时捕获 Read 突发和 Write 突发用户可以配置屏幕区域, 根据所需项目捕获 Reads 或 Writes 触发 READs ( 参见图 2) 区域 A1 和区域 A2 设置成在捕获信号时这些区域中没有 DQS 信号这保证了我们捕获从三态中出来的 DQS 区域 A3 设置成滤掉正的前置码事件 (Write), 只显示负极性的前置码事件 (Read) 区域 A4 和区域 A5 设置成 DQ 信号不会进入这些区域, 确保 DQS 和 DQ 对准 5

6 应用指南图 3. 写突发触发 WRITEs ( 参见图 3) 区域 A1 和区域 A2 设置成在捕获信号时这些区域中没有 DQS 信号这保证了我们捕获从三态中出来的 DQS 区域 A4 和区域 A5 设置成 DQ 信号会进入这些区域, 确保 DQS 和 DQ 不会对准区域 A3 设置成滤掉负前置码事件 (READ), 只显示正极性的前置码事件 (WRITE) 6

7 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口图 4. 基于幅度的读突发基于幅度隔离读 / 写突发应用处理器在 WRITE 过程中驱动 DQ/DQS 线路, DRAM 内存在 READ 过程中驱动 DQ/DQS 线路信号被探测的位置通常尽可能靠近 DRAM 器件的焊球由于这个探测位置, 在本例中,READ 的幅度要高于 WRTIE 可以使用这个幅度差, 设置可视触发, 把 READ 与 WRITE 隔开触发 READs ( 参见图 4) 区域 A1 和区域 A2 设置成在捕获信号时这些区域中没有活动 DQS 信号这保证了我们捕获从三态中出来的 DQS 区域 A3 设置成保留进模式, 以检测 Read 突发上较高的 DQS 摆幅由于 Read 上的幅度较高, 没有通过 A3 (Writes) 的 DQS 信号将被滤掉 7

8 应用指南图 5. 基于幅度的写突发触发 WRITEs ( 参见图 5) 区域 A1 和 A2 区域设置成在捕获信号时这些区域中没有活动 DQS 信号这保证了我们捕获从三态中出来的信号由于 Reads 上的幅度较高, 通过 A3 (Reads) 的 DQS 将被滤掉区域 A3 被设置成保留出模式, 以检测 Write 突发上较低的 DQS 摆幅 8

9 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口图 6. 数据码型可视触发隔离特定码型上的突发在有些情况下, 必需触发和隔离特定码型的突发, 如调试由于相邻线路上的电容耦合导致的串扰图 6 显示了可视触发设置, 隔离 DQ 码型为 X 的 Write 突发具体数据码型使用蓝色所示的区域 A4-A7 确定图 6 显示了根据左面的定义捕获的数据 9

10 应用指南图 7 和图 8 显示了可视触发自定义形状功能, 用户可以增加额外的顶点, 并移动这些顶点, 构成自定义形状在下面两种情况下, 都创建了一个上方和下方区域,DQ 数据信号必须保持在这个区域内, 捕获才能有效, 进而显示在显示屏上图 7. 触发数据码型图 8. 触发数据码型 X 10

11 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口图 9. 判定前的眼图使用 MSO 上的数字通道隔离突发 MSO 上的数字信号可以连接到 DDR 接口上的命令总线, 总线相关信息可以用来隔离检测和标记突发, 进一步进行分析对特定行列使用可视触发功能隔离和绘制眼图可视触发可以帮助区分 DDR 内存阵列内部多个行列或插槽的信号图 9 是 DDR3 DQS 选通信号 ( 黄色 ) 和 DQ 数据信号 ( 蓝色 ) 的眼图由于总线上多个元器件共享 DDR3 数据线和选通线, 因此选通眼图和数据眼图都有两个不同的幅度电平较高的幅度对应内存阵列内部的目标行列, 较低的幅度对应另一个行列 11

12 应用指南图 10. 可视触发判定后的眼图在这样的检验测试中, 需要在眼图中采集数百万个数据位, 但只需要希望行列或目标行列中的位为了只评估目标行列的眼图, 可以使用可视触发功能, 只捕获和显示目标行列中的信号如图 10 所示, 方形区域 A1 和 A2 的位置不包括幅度较低的选通信号, 六边形区域 A3 放在眼图中心, 尺寸中不包括幅度较低的数据信号通过使用可视触发, 可以把信号上的眼图分析与希望行列分开, 更好地开展针对性分析 12

13 使用泰克示波器可视触发功能调试内存接口图 11. DDR4 基于模板的接收机测试对 DDR4,JEDEC 为 DRAM 接收机输入上规定的 DQ 眼图指定了最小的模板区域 ( 参见图 11) 接收机模板规定了 Write DQ 信号不得侵入的最小区域它假设进入接收机模板的信号会被 DRAM 输入缓冲正确锁存规范规定了 DDR4 规范中每个速度等级的模板尺寸一旦相对于 DQS 为 DQ 绘制了余辉图, 那么可以使用内置模板测量功能, 测量通过 / 失败结果, 获得余量 ( 参见图 12) 图 12. 内置模板测量功能 13

应用指南总结泰克示波器上的可视触发功能通过隔离和捕获关心的事件, 找到内存接口故障的根本原因, 并把其提升到全新的水平高级搜索和标记可视触发与 Pinpoint TM 触发功能相结合, 可以以前所未有的方式查看信号特点, 隔离和分析捕获困难的关心的事件, 消除几个小时的示波器设置时间及捕获和手动搜索采集数据的时间, 加快内存接口的调试和分析速度参考资料 1.

14 应用指南总结泰克示波器上的可视触发功能通过隔离和捕获关心的事件, 找到内存接口故障的根本原因, 并把其提升到全新的水平高级搜索和标记可视触发与 Pinpoint TM 触发功能相结合, 可以以前所未有的方式查看信号特点, 隔离和分析捕获困难的关心的事件, 消除几个小时的示波器设置时间及捕获和手动搜索采集数据的时间, 加快内存接口的调试和分析速度参考资料 1. 触发基础知识及 DPO7000 上的 Pinpoint 触发与事件搜索和标记功能 2. 泰克可视触发技术简介 3. DDR 内存电接口检验 4. DDR2 和 DDR3- 正确的检验方法 5. 内存接口探测解决方案 6. 通过搜索和标记功能简化 DDR 内存和其它应用的波形分析和调试工作 : 泰克应用指南有关信息泰克公司备有内容丰富的各种应用文章技术简介和其他资料, 并不断予以充实, 可为从事前沿技术研究的工程师提供帮助请访问泰克公司网站版权所有 2013, 泰克有限公司泰克公司保留所有权利泰克公司的产品受美国和国外专利权保护, 包括已发布和尚未发布的产品以往出版的相关资料信息由本出版物所代替泰克公司保留更改产品规格和定价的权利 TEKTRONIX 和 TEK 是泰克有限公司的注册商标所有其他相关商标名称是各自公司的服务商标或注册商标 06/13 EA/WWW 55C

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55C DDR 存储器电气特性验证应用文章几乎每一个电子设备, 从智能手机到服务器, 都使用了某种形式的 RAM 存储器尽管闪存 NAND 继续流行 ( 由于各式各样的消费类电子产品的流行 ), 由于 SDRAM 为相对较低的每比特成本提供了速度和存