【成功案例】基于Alliance DDR3的T型拓扑、Fly-by 拓扑结构设计方法,成功用于车载音响系统项目
型号为AS4C256M16D3B-12BCN的ALLIANCE DDR3具有800Mhz的时钟速率,信号传输速率非常快,它对时序和信号质量的要求相应的也非常高,当产品中采用多片AS4C256M16D3B-12BCN时就会涉及到内存传输拓扑结构问题,需要设计相应的拓扑结构方案才能保证产品低成本、高信号质量且具有良好的时序余量。
以下为笔者以一款车载音响系统项目的DDR3(型号AS4C256M16D3B-12BCN)拓扑结构设计方案为例,来说明AS4C256M16D3B-12BCN在不同应用场景中各拓扑结构设计方案优劣,让读者在使用AS4C256M16D3B-12BCN过程中,掌握根据不同应用场景设计相应拓扑结构方案的方法。
首先介绍下内存传输系统可以采用的两种拓扑结构:T型拓扑(或称树状拓扑)和Fly-by拓扑 。
图1 T型拓扑示意图
图1为T型拓扑示意图,它的特点是AC/AB等长,也就是说它的每条分支都等长;图2为DDR3 T型拓扑结构图。
图2 DDR3 T型拓扑结构图
采用T型拓扑结构的优点:容易实现等长走线,利于时序控制。
其缺点如下:
(a)信号在被发送到各个内存模块前会先到达一个中心节点,在节点处阻抗发生变化引起信号反射;
(b)T型结构每个分支的长度都无法控制到很短(只有分支≤20%Tr时,信号质量不受影响,Tr为信号的边沿时间),从而导致信号完整性恶化;
(c)负载的增加也会导致容性增加,信号完整性恶化;
这限制了其在高速系统及多分支负载中的使用。T型拓扑可采用串联端接,其波形质量对等长敏感。
Fly-by 拓扑
Fly-By是分支更短的菊花链拓扑形式,图3 DDR3内存的时钟、地址、控制命令均采用了Fly-by拓扑结构,将命令和地址信号以及CLK串联到各个内存模块上,并在末端配备合适的电阻。在该拓扑结构中,信号可在不同的间隔时间内到达不同的内存模块,即具有Write Leveling和Read Leveling功能,可延迟遭遇内存模块输入容性负载的时间。这样一来,通过容性负载的减少,且最远分支末端加上终端匹配电阻吸收反射来提高信号完整性,DDR3可以在不影响数据速率的同时提供更高的信号传输速率并提升内存系统的扩展性。图3给出了DDR3内存系统采用的Fly-by拓扑结构。
图3 DDR3 Fly-by拓扑结构图
可以看到,Fly-by拓扑的分支非常短,因此阻抗变化更小反射更小,能改善信号质量;但由于Fly-by的分支很短, 那就存在内存控制器到各个内存之间接收信号时间上的差超出时序容限的情况,因此,要使用Fly-by拓扑,内存控制器必须拥有相应的延时调整机制,这种机制叫Write Leveling或Read Leveling ,它能补偿时钟和各选通信号之间的延时差,调整时序容限;
本车载音响系统项目的DDR3拓扑结构在PCB主板上的布线图
图4是此车载音响系统项目在两片DDR3时的T型拓扑布线图,其中红框内是DDR3内存;图5是四片内存时T型拓扑结构下的布线图;图6是四片DDR3的Fly-by拓扑布线图,如果把图6中黄框内的两片内存去掉,就成为两片DDR3的Fly-by布线图。
图4 两片DDR3的T型拓扑布线图
图5 四片DDR3的T型拓扑布线图(另两片放在板子背面)
图6 四片DDR3的Fly-by拓扑布线图
T型拓扑方案和Fly-By拓扑方案分别在什么情况下使用?
通过对此车载音响系统项目的四种(两种拓扑、两种DDR3数量)布线方案进行仿真和实测,我们可以发现,在产品采用两片AS4C256M16D3B-12BCN的情况下使用T型拓扑和Fly-by拓扑,其信号质量和眼图差别不大(见图7和图8),而使用四片AS4C256M16D3B-12BCN时,相较于T型拓扑,Fly-by拓扑下的质量波形和眼图则要好得多(见图9和图10)。
图7 两片内存负载下T型拓扑和Fly-by拓扑波形
图8 两片内存负载下T型拓扑和Fly-by拓扑眼图
图9 四片内存负载下T型拓扑和Fly-by拓扑波形
图10 四片内存负载下T型拓扑和Fly-by拓扑眼图
可见,当产品采用两片AS4C256M16D3B-12BCN时,采用T型拓扑和Fly-By拓扑信号质量差不多,但T型拓扑更易于控制时序,因此应该采用T型拓扑;当采用四片或四片以上AS4C256M16D3B-12BCN时,如果内存控制器即具有Write Leveling和Read Leveling功能,则应该实施Fly-by拓扑方案,它的信号质量更好、时序裕量更大。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 2
本文由清风提供,版权归世强硬创平台所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:世强硬创平台”。
相关推荐
【技术大神】DDR3,最了解你的人是我!
ALLIANCE公司的DDR3颗粒AS4C256M16D3-12BCN作为商业级DDR3颗粒,工作温度范围可达到0-95摄氏度,最高可支持800MHz时钟速率,适用于LTE小基站等应用领域。
设计经验 发布时间 : 2016-08-02
【经验】Fly-by拓扑下DDR3的终端匹配电阻设计方案,减少反射、提高信号质量
当汽车电子产品中采用4片或4片以上的AS4C64M16D3-12BIN时,为解决时序和信号完整性问题,DDR3内存的时钟、地址、控制命令线需要采用Fly-by拓扑结构,但也同时需要精心设计相应的终端匹配方案,以减小反射、保证信号质量。解决办法就是在反射最严重的分支上加终端匹配电阻,而最远分支是反射最严重的地方,因此在最远分支末端加上终端匹配电阻吸收反射来提高信号完整性是既经济又折中的方案。
设计经验 发布时间 : 2018-06-23
【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?
型号为AS4C128M16D3LB-12BCN的Alliance DDR3具有800Mhz的时钟速率,速率快、时序要求严格,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。本文笔者将就一款采用了2片AS4C128M16D3LB-12BCN的车载音响娱乐系统实际项目,分享如何设计AS4C128M16D3LB-12BCN DDR3布局布线方案的实践经验。
设计经验 发布时间 : 2018-08-03
AS4C256M16D3C 256M x 16 bit DDR3 Synchronous DRAM (SDRAM)
型号- AS4C256M16D3C-10BCN,AS4C256M16D3C,AS4C256M16D3C-93BCN,AS4C256M16D3C-12BIN,AS4C256M16D3C-10BIN,AS4C256M16D3C-12BCN,AS4C256M16D3C-93BIN
【选型】可替代M品牌MT41K256M16HA-125IT的工业级DDR3L AS4C256M16D3LB-12BIN
Alliance Memory公司新推出的4Gb容量、双倍数据速率-3 同步DRAM AS4C256M16D3LB(32M words x 16 bits x 8 banks),内部配置为八个bank,采用双倍数据速率架构,可实现高速运行。本文讨论Alliance 的工业级DDR3L AS4C256M16D3LB-12BIN替代M品牌的MT41K256M16HA-125IT可行性。
器件选型 发布时间 : 2020-05-30
Reliability Qualification Report for DDR3 SDRAM with Pb/Halogen Free (Industrial) (256M×16, 25nm SDRAM AS4C256M16D3C-93BIN/-10BIN/-12BIN)
型号- AS4C256M16D3C-12BIN,AS4C256M16D3C-10BIN,AS4C256M16D3C-93BIN,AS4C256M16D3C-XXBIN
Alliance是否有MT41K256M16TW-107P的代替型号pin-to-pin,ddr3l
Alliance的DDR3 AS4C256M16D3L-12BxN 是pin-to-pin的。
技术问答 发布时间 : 2018-07-03
国产的DDR3或DDR4有没有8Gb或者16Gb的,请给个厂家和具体型号?
目前世强代理的国产品牌ATP,有DDR3内存条,但不是存储芯片,存储芯片,ALLIANCE这边有,DDR3,1.5V的只有4G的,如AS4C256M16D3B-12BCN;DDR3L,1.35V的有8G的如:AS4C512M16D3L-12BxN,AS4C1G8MD3L-12BCN。
技术问答 发布时间 : 2019-12-24
AS4C128M8D3LC-12BAN 128M x 8 bit DDR3L Synchronous DRAM (SDRAM)
型号- AS4C128M8D3LC,AS4C128M8D3LC-12BAN
AS4C256M16D3LC 256M x 16 bit DDR3L Synchronous DRAM (SDRAM)
型号- AS4C256M16D3LC-10BAN,AS4C256M16D3LC-12BANXX,AS4C256M16D3LC,AS4C256M16D3LC-10BANXX,AS4C256M16D3LC-12BAN
【产品】96 ball FBGA封装的512M DDR3——AS4C32M16D3L
Alliance的512M DDR3——AS4C32M16D3L ,采用96 ball FBGA封装,该芯片采用双倍数据速率架构,可实现高速运行。Alliance的这款512MB DDR3可实现高达1600 MB/sec/pin的高速双数据传输速率,可满足常规应用。
新产品 发布时间 : 2020-07-09
AS4C128M16D3C-93BCN AS4C128M16D3C-93BIN 128M x 16 bit DDR3 Synchronous DRAM (SDRAM)
型号- AS4C128M16D3C-93BIN,AS4C128M16D3C-93BCN
AS4C256M8D3LC 256M x 8 bit DDR3L Synchronous DRAM (SDRAM)
型号- AS4C256M8D3LC,AS4C256M8D3LC-12BIN,AS4C256M8D3LC-12BC/INXX,AS4C256M8D3LC-12BCN
【产品】8Gbit双倍数据速率DDR3L同步DRAM(SDRAM)AS4C1G8D3LA,78-ball FPGA封装
Alliance Memory推出了一款结构为128M words x 8 bits x 8 banks、双倍数据速率(DDR3L)同步DRAM(SDRAM)AS4C1G8D3LA。采用双倍数据速率架构,每个时钟周期可传输两次数据,8位预流水线结构可实现高速数据传输。
新产品 发布时间 : 2020-03-24
电子商城
现货市场
服务
世强深圳实验室提供Robei EDA软件免费使用服务,与VCS、NC-Verilog、Modelsim等EDA工具无缝衔接,将IC设计高度抽象化,并精简到三个基本元素:模块、引脚、连接线,自动生成代码。点击预约,支持到场/视频直播使用,资深专家全程指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计,协议:Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等,频段范围:400MHz~10600MHz。
最小起订量: 2500 提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论