一种改进型的DDR2信号设计方法

上海交通大学电子工程系 曹孝文

一种改进型的DDR2信号设计方法

上海交通大学电子工程系 曹孝文

本文针对利用传统方法设计的DDR2，其信号品质不佳的问题，提出新的DDR2设计方案，并对设计结果进行仿真验证，根据仿真后得到的眼图，调整设计方案，得出最优的信号输出，从而达到改善DDR2信号完整性的目的。

DDR2；HyperLynx；仿真；信号完整性

1.引言

当今时代，随着时钟频率的提高，确定和解决信号完整性问题已越来越关键。有些单从逻辑角度来看正确的设计，在实际的PCB设计中，若是对高速信号处理不当，可能会导致整个设计的失败。所以，在设计伊始就要考虑信号完整性的问题。

2.仿真准备本文使用Mentor

公司的HyperLynx8.1.1对DDR2进行仿真，在完成PCB走线后，利用BoardSim对文中提出的DDR2设计方案进行后仿验证。

仿真需要的信息如下：

Controller:mpc8567vtaujj(Freescale);M emory:MT47H64M16HR-3IT(Micron)时钟频率：266MHz仿真软件：HyperLynx8.1.1叠层：PCB总层数16层，总厚度64mil.IBIS模型：104331880_mpc8567vtaujj_v1.ibs(controller)104332657_mt47h64m16hr-3it-h_v4.ibs(memory)

3.仿真过程

3.1 DQ信号

采用传统方案设计的DDR2信号，DQ信号的品质不佳，如图1所示。

图1 采用传统方案设计的DQ信号波形

为了改善DQ信号的信号品质，本文提出如下的改进方案：采用T拓扑、22ohm串阻位于controller和memory中间、50ohm的ODT。如图2所示。

图2 本文中的DQ信号拓扑图

采用本文中的方案后，DQ信号的仿真结果如图3所示。

图3 采用本文的设计方案后DQ信号波形

从图3可以看出，采用本文中提出的设计方案后，DQ信号的信号品质明显优于采用传统方案设计的DQ信号的信号品质。

3.2 DQS信号

采用传统方案设计的DQS信号，其信号品质不佳，如图4所示。

图4 采用传统方案设计的DQS信号

传统方案中采用的是菊花链拓扑，其最大的问题是stub太长，本文采用T型拓扑，信号stub明显变短，如图5所示。

图5 本文中DQS信号拓扑图

本文采取如下方案：22ohm串阻靠近controller、T型拓扑、50ohm的ODT。信号波形如图6所示。

图6 采用本文中的方案后DQS信号波形

从图4可以看出，采用本文设计的方案后，DQS信号品质明显优于采用传统方案设计的DQS信号的信号品质。

3.3 Address&CMD&Ctrl信号

采用传统方法设计的Address&CMD&Ctrl信号，其信号品质不佳，如图7所示。

图7 传统方案设计的Address&CMD&Ctrl信号的波形

本文提出如下的拓扑结构，如图8所示。

图8 本文提出的Address&CMD&Ctrl信号拓扑结构

基于此T型拓扑，搭配三种不同阻值的上拉电阻，对比信号品质。

图9 三种不同阻值上拉电阻对应信号波形

从图9可以看出，采用本文提出的拓扑结构，并且搭配22ohm上拉电阻，信号品质得到明显改善。

4.结束语

本文针对采用传统方法设计的DDR2信号，其信号品质不佳的问题，通过改变DDR2信号的拓扑结构，ODT阻值，22ohm串阻的位置，上拉电阻的阻值等，来改善DDR2的信号品质。最后，利用HyperLynx仿真软件，对改进的方案进行后仿真验证。验证结果表明，本文中提出的DDR2设计方法，较之传统的设计方法，确实改善了DDR2的信号品质。

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