【经验】如何设计车载音响娱乐系统中DDR3内存的布局布线方案？

时间： 2018-08-03 来源：世强

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型号为AS4C128M16D3LB-12BCN的ALLIANCE DDR3具有800Mhz的时钟速率，信号传输速率非常快、时序要求非常严格，因此它的布局布线好坏关系到了产品的性能，甚至关系到产品能否正常启动和运行。本文笔者将就一个采用了2片AS4C128M16D3LB-12BCN的车载音响娱乐系统项目，分享如何设计AS4C128M16D3LB-12BCN DDR3内存布局布线方案的实践经验，内容包括布局、拓扑选择、布线等。

布局

DDR3与处理器之间距离尽量短，2个DDR的情况下请均放置在同一面以保证去耦电容的合理放置，本项目采用的是2片AS4C128M16D3LB-12BCN，因此2片AS4C128M16D3LB-12BCN放在了同一层，这里是放在了Layer8（第8层）。

DDR3布线拓扑选择

DDR3布线拓扑包括T型（树形）、菊花链、Fly-By，详见图1、图2、图3，图中U1为内存控制器，M1/M2为DDR3芯片，T型主要适用于产品采用2片内存的情况，Fly-By适用于4片或以上DDR3数量的情况，因本项目采用的是2片AS4C128M16D3LB-12BCN，因此采用T型拓扑。

图1 T型（树形）拓扑

图2 菊花链拓扑

图3 Fly-By拓扑

根据上述布局和拓扑分析，本车载音响娱乐系统项目中DDR3 AS4C128M16D3LB-12BCN的布局和拓扑如图4所示：

图4 AS4C128M16D3LB-12BCN的布局和拓扑结构图

布线

AS4C128M16D3LB-12BCN的布线顺序如下：

1. 数据线、时钟线

2. 地址线、控制线、命令线

3. 电源

这种布线方式能使时钟线更容易与其它信号组匹配且兼顾EMI性能。

数据线、时钟线

1. 数据线组包括DQ（数据线）、DQS+/-（数据线时钟基准线）、DQM（数据掩码），每8根DQ、一对DQS和一根DQM组成一个字节，比如DQ【0:7】、DQS0+、DQS0-、DQM0这11根线为第1组数据组，其它走线以此类推，每一字节小组走线大部分须在同一层，执行同样数目的换层过孔、在同样的位置打过孔（因为每层走线的速度不一样，保持每层一样的走线长度有利于保证时序）、同组线等长处理；

2. 因时钟线和数据线信号波形边沿陡峭、变化极快因而辐射量大，因此兼容时序和EMI考虑，把时钟线和各组数据线都放在内层一起走线；

3. 为避免各线之间相互串扰影响信号质量同时兼顾走线密度空间限制，同组数据线内线和线之间的距离应大于2倍自身线宽，各组之间间距大于等于3倍自身线宽，时钟线跟其它线之间的间距应大于3倍自身线宽；

4. 所有走线换参考的地方就近补链接路径（打地孔）；

5. 时钟的端接电阻靠DDR3放置；

6. 数据线和时钟线的参考层需是地层。

依据上述原则，本项目的数据线、时钟线布线在Layer3（参考层为地层Layer2）和Layer6层（参考层为地层Layer7），详见图5、图6.

图5 AS4C128M16D3LB-12BCN数据线组合时钟线布线图（Layer3）

图6 AS4C128M16D3LB-12BCN数据线组合时钟线布线图（Layer6）

地址线、控制线、命令线

1. 为兼顾PCB板成本，它们大部分在表层布线；

2. 它们跟时钟线等长、走T型拓扑；

3. 每根线阻抗设为50欧姆，线跟线之间距离2倍自身线宽以上以免串扰；

4. 它们跟其它非内存线的距离大于3倍自身线宽。

VDD

VDD是数据、地址、时钟、控制等的供电瞬态电压，特点是电流大、变化快，可见它必须布置成大平面，保证电源平面阻抗比较低（从而不会引起大的电源波动），此案中VDD放在Layer4，优点是一方面它可以很好的充当Layer3内存走线的参考平面，另一方面其相邻层Layer5是Ground层，可以保持电源层的稳定去耦。

图7 AS4C128M16D3LB-12BCN V VDD布线图

VREF

VREF电流需求较小（小于3mA），它是为控制器和DDR3芯片的差分接收器提供VDD/2（VDD为内存数据地址等端口的供电电压）的直流偏置，VREF的误差或噪声可能会在总线上引起时序的错误、不期望的抖动和误动作等，因而其较敏感、 layout要求比较严格，它的纹波必须控制在3%以下，在PCB上布成拉线形式，线尽量短，宽度20mils以上，须远离数字信号，最好其上下左右均有Ground包围，本案中VREF的布线如图8所示，它放在Layer5，周围都是Ground，且其距离Layer6的走线层较远（Layer5和Layer6之间的填充介质较厚），不易受走线的噪声干扰。

图8 AS4C128M16D3LB-12BCN V VREF布线图

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全部评论（2）

MR.XU Lv7. 资深专家 2018-10-23

东西不错
海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2018-09-04

写得蛮具体了

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