【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

时间： 2018-06-23 来源：世强

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型号为AS4C64M16D3-12BIN的ALLIANCE DDR3具有800Mhz的时钟速率，信号传输速率非常快，它也具有很高的安全可靠性，1.5V的电压也切合汽车电子的常规电压需求，非常适合用在汽车电子产品，特别是高端车载音响系统、高端仪表以及域控制器上。

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、控制命令需要采用Fly-by拓扑结构。Fly-By拓扑中，命令、地址信号以及时钟串联到各个内存模块上，它们可在不同的间隔时间内到达不同的内存模块，即具有读和写延时调整功能，这一功能可在与DDR3相连的处理器上进行设计，以满足DDR3系统的时序要求，减少走线拥挤度。另一方面，Fly-by拓扑下每片内存与时钟、地址、控制命令主线的分支就变得很短了，减小了分支的容性负载从而相应的减小了阻抗变化幅度，但这还不足以抵消分支众多带来反射、信号完整差的影响。

那么如何才能减小反射、提高信号质量呢？

我们都知道，影响信号质量的反射行为是由于阻抗不匹配造成的，在Fly-By拓扑中，我们在每个分支上都加终端匹配电阻是很难的，一是电阻太多，PCB上难以有空间放置，二是难以布线，三是成本也高。

怎么办？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，采取这种方案，DDR3可以在提高信号质量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1给出了DDR3内存系统采用的Fly-by拓扑结构及终端匹配方案图，其中RT就是时钟、地址及控制命令线上的终端匹配电阻，它上拉到电源VTT。

图1 DDR3 Fly-by拓扑结构及终端匹配图

那终端匹配电阻RT的阻值大小、功耗及其尺寸又怎么设计呢？

掌握RT的功耗就可推算它所需要的尺寸大小，所以需要先算出它的功耗，首先来看下JEDEC对几个参数的规定：

表1 DDR3参数指标范围

上表中，VDDQ(max) 和VOL分别是Command/Address/Clock最高和最低电平， Command/Address/Clock的线上会有灌电流和拉电流经过终端电阻RT，那么该电阻的功耗计算如下：

Power=I*I*RT=U*U/ RT

因为地址、时钟、控制线加起来很多，线很密终端电阻也很多，为了使得布线上的方便，电阻需要最小化，意味着功耗也必须最小化，从而可以推出RT需要选择最大电阻47Ω。

接下来看下U的值，当线上的电压最大、VTT最小时，RT流过灌电流，电阻上的电压差U为：

VDDQ(max)- VTT(min)=1.575-0.702=0.873V

当线上的电压最小、VTT最大时，RT流过拉电流，电阻上的电压差U为：

VTT(max)- VOL=0.798-0=0.798V

可知灌电流时终端匹配电阻上的电压最大，功耗也最大，此时其功耗为：

0.873*0.873/47=0.0162W

而0402封装尺寸的贴片电阻1/16 W，可知终端匹配电阻用0402封装的尺寸即可。

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用户10943287 Lv6. 高级专家 2019-07-09

那用0201的可以吗？0201是1/20W
海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2018-09-04

分析很细致

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