寄語

小伙伴們，我們又見面了，上一期?“ IC手記?點(diǎn)沙成金的半導(dǎo)體行業(yè)”給大家介紹了芯片簡(jiǎn)史和PA測(cè)試的內(nèi)容，這一期，我們繼續(xù)為大家?guī)頂?shù)字芯片的重要分支：存儲(chǔ)器，以及DDR5技術(shù)及完整的測(cè)試方案。

存儲(chǔ)器歷史

存儲(chǔ)芯片是數(shù)字芯片的重要組成部分，能夠存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速，自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的訪問，如下是存儲(chǔ)芯片的基本分類：

圖：存儲(chǔ)器基本分類

存儲(chǔ)器主要分為ROM和RAM兩大類，簡(jiǎn)介如下：

ROM：預(yù)期存儲(chǔ)器

ROM所存數(shù)據(jù)，一般是裝入整機(jī)前事先寫好的，整機(jī)工作過程中只能讀出，ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定， 。斷電后所存數(shù)據(jù)也不會(huì)改變



RAM：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
(random access memory)

RAM是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，它可以隨時(shí)讀寫，速度快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)RAM不能保留數(shù)據(jù)。

DDR SDRAM，也是我們今天的主角，在SDRAM的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，這種改進(jìn)型的DRAM和SDRAM是基本一樣的，不同之處在于它可以在一個(gè)時(shí)鐘同步讀取數(shù)據(jù)，這樣就足以將數(shù)據(jù)傳輸速度加倍了，也是目前電腦中用得最多的內(nèi)存，并且具有成本優(yōu)勢(shì)。DDR已經(jīng)發(fā)展至今已經(jīng)進(jìn)化到DDR5，與DDR4近似，DDR5在強(qiáng)大的封裝中帶來了全新的架構(gòu)，下面我們會(huì)著重介紹DDR5技術(shù)及測(cè)試方案。

DDR5簡(jiǎn)介

DDR總線經(jīng)過預(yù)定，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到DDR5，下圖是DDR總線的預(yù)定時(shí)間表：

圖：DDR技術(shù)演進(jìn)

無論是從移動(dòng)計(jì)算，PC，服務(wù)器到圖形計(jì)算等領(lǐng)域，總線從早期的低速簡(jiǎn)單時(shí)序特性，到DFE等技術(shù)在DDR5中被應(yīng)用，內(nèi)存總線在逐步發(fā)布SerDes技術(shù)，并逐漸逼近通道傳輸極限。隨隨便便隨便便著著DDR5規(guī)范的正式發(fā)布，步入2021年，DDR5已開始被服務(wù)器CPU和存儲(chǔ)器廠商所采用，其更高的數(shù)據(jù)速率，達(dá)到的更高和更高的密度。

DDR5以下幾個(gè)特點(diǎn)：

?·更高的數(shù)據(jù)速率·?
DDR5最大數(shù)據(jù)速率為6400MT /秒（百萬次/秒），而DDR4為3200MT / s時(shí)，DDR5的有效長(zhǎng)度約為DDR4的2倍。

·較高的最高·?

DDR5的工作電壓為1.1V，低于DDR4的1.2V，能降低單位頻寬的施加達(dá)20％以上

?·更高的密度·?

DDR5將突然長(zhǎng)度增加到BL16，大約是DDR4的，提高了命令/地址和數(shù)據(jù)總線效率。相同的讀取或?qū)懭胧聞?wù)現(xiàn)在提供數(shù)據(jù)總線上串行的數(shù)據(jù)，同時(shí)限制了同一存儲(chǔ)庫內(nèi)部輸入，DDR5使存儲(chǔ)組數(shù)量翻倍，這是通過在任意給定時(shí)間打開更多頁面來提高整體系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素。所有這些因素都意味著替代，更高效的內(nèi)存容量可以計(jì)算的需求。

應(yīng)對(duì)DDR5測(cè)試的挑戰(zhàn)

如前文所屬，DDR5具有眾多的優(yōu)勢(shì)，也極大地增加了測(cè)試的難度和復(fù)雜度。作為測(cè)試行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，是德科技一直以來積極推動(dòng)JEDEC DDR5規(guī)范測(cè)試方案的開發(fā)，與行業(yè)內(nèi)部的事實(shí)伙伴共同推動(dòng)規(guī)范的預(yù)設(shè)和實(shí)施，從DDR總線仿真，測(cè)試夾具的定義和開發(fā)，Rx測(cè)試及Tx測(cè)試苛刻的慣性質(zhì)量要求，再到協(xié)議測(cè)試方法的開發(fā)。 Tx / Rx物理層到協(xié)議測(cè)試的方案提供商，如下所示：

圖：是德科技DDR5方案

針對(duì)DDR生態(tài)鏈中的不同產(chǎn)品形態(tài)，是德科技都提供完整的解決方案，如下圖，包括發(fā)射端測(cè)試，接收端測(cè)試，協(xié)議測(cè)試等等，我們?cè)谔娲鷷?huì)分別介紹。

圖：是德科技完整的DDR產(chǎn)品形態(tài)解決方案

1. DDR5發(fā)送端測(cè)試

?DDR5發(fā)送端測(cè)試通過信號(hào)速率的提升，SerDes技術(shù)開始在DDR5中采用，如會(huì)采用DFE均衡器改善接收誤碼率，另外DDR總線在發(fā)展過程中發(fā)布訓(xùn)練機(jī)制，不再是簡(jiǎn)單的要求信號(hào)間的絕對(duì)建立保持時(shí)間，在DDR4的時(shí)代開始使用眼圖的概念，在DDR5時(shí)代，釋放豎向概念，從成因上區(qū)分解Rj，Dj等，對(duì)芯片或系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更具體的依據(jù)；在最小的參數(shù)分析上，也增加了一些新的入門定義參數(shù)，并有嚴(yán)苛的測(cè)量指標(biāo)。

基于是德科技10位ADC的UXR顯示器，配合D9050DDRC軟件，以及高阻RC探頭MX0023A，以及內(nèi)插器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DDR信號(hào)的精確定位。

圖：基于UXR的DDR5發(fā)送端測(cè)試圖

2.? DDR5接收端測(cè)試

隨著DDR5信號(hào)目標(biāo)速率持續(xù)提升，互連的ISI和串?dāng)_問題愈發(fā)明顯著，在DDR芯片顆粒端信號(hào)可能已經(jīng)閉合，為了保證誤碼率，在DDR5芯片中保留了VGA + DFE的結(jié)構(gòu)，使得均衡因此傳統(tǒng)的只在DDR存儲(chǔ)器端測(cè)試眼圖的方法在DDR5時(shí)代并不是一個(gè)合理的方法，是德科技針對(duì)這種情況，推動(dòng)了DDR5新的測(cè)試方法，即Rx測(cè)試。

下圖為基于UXR示波器及M8020A誤碼儀的接收端校準(zhǔn)和測(cè)試組網(wǎng)：

是德科技和協(xié)會(huì)及相關(guān)公司共同定義了測(cè)試夾具，如CTC2測(cè)試基板夾具，Device芯片測(cè)試夾具卡。接收端測(cè)試包括如下測(cè)試內(nèi)容：DQS Voltage Sensitivity，DQ Voltage Sensitivity，DQS Jitter Sensitivity，DQ Stressed Eye，CA Voltage Sensitivity，CA Stressed Eye，DQS2DQ，DFE Characterization等。

3.??DDR5協(xié)議測(cè)試

JEDEC的規(guī)范中，定義了如下圖中的參數(shù)要求，是德科技的U4164A邏輯分析儀，可用于DDR5協(xié)議測(cè)試。B4661A軟件可以支持這些參數(shù)的實(shí)時(shí)和后分析功能，分析判斷測(cè)試結(jié)果是否符合規(guī)范的范圍要求，并且可以跟蹤測(cè)量結(jié)果，對(duì)于違規(guī)的測(cè)量參數(shù)可以跟蹤到波形界面，從而定位命令和操作的根源問題。

圖：DDR協(xié)議測(cè)試示意

4.?DDR5芯片顆粒及DIMM測(cè)試

針對(duì)DDR5，如下圖所示為DDR5的DIMM測(cè)試方案，基于U4164A x 4及Futureplus公司FS2600 DDR5 RDIMM/LRDIMM Interposer夾具。另外，針對(duì)芯片顆粒的測(cè)試，Keysight也提供W5643A DRAM BGA Interposer。

圖：DDR5的DIMM測(cè)試方案

5.?DDR5測(cè)試總結(jié)

是德科技為DDR行業(yè)提供了最完整的解決方案，如下圖：

圖：是德科技DDR完整解決方案

是德科技DDR系列測(cè)試解決方案總結(jié)如下：

• 基于ADS系列軟件的DDR設(shè)計(jì)仿真開發(fā)方案；
• 基于UXR高性能示波器的發(fā)射端信號(hào)參數(shù)測(cè)試調(diào)試；
• 基于UXR高性能示波器及M8020A誤碼儀的接收端測(cè)試；
• 基于U4164A邏輯分析儀的協(xié)議和系統(tǒng)及調(diào)試分析。

????????????????????????????????????????????????400-018-5117（上海精測(cè)電子有限公司）；

????????????????????????????????????????????????400-816-5155（深圳精測(cè)實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司）；

?????????????????????????????????????????????????025-58838327（南京精測(cè)國際貿(mào)易有限公司）。

------轉(zhuǎn)自是德科技