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【转】SDRAM 布线要领

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发表于 2009-4-28 20:44 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 lzhcqu 于 2009-4-28 21:21 编辑 # s! l+ A( r, W2 z. z

+ t4 G- c8 m. _. A+ b同步动态随机存储器(Synchronous DRAM,SDRAM):是目前主推的PC 100和PC 133规范所广泛使用的内存类型,它的带宽为64位,3.3V电压,目前产品的最高速度可达5ns。它与CPU使用相同的时钟频率进行数据交换,它的工作频率是与CPU的外频同步的,不存在延迟或等待时间。
* P5 ^  P5 j# y  X& B* y; q双倍速率SDRAM(Dual Date Rate SDRAM,DDR SDRAM):又简称DDR,由于它在时钟触发沿的上、下沿都能进行数据传输,所以即使在133MHz的总线频率下的带宽也能达到2.128GB/s。 DDR不支持3.3V电压的LVTTL,而是支持2.5V的SSTL2标准" T2 J& t  C: A1 c: V
(一). 关于 SDRAM/ F/ u8 Z, I9 \' Z! T4 u
Pp芯片' b& z( |, B1 a5 w5 C

; Q9 Z5 M8 E- Z1 Q6 H) {Sdram芯片
( |' K6 O, w7 f% O& G6 r$ X6 m! W
Data、Dqs                                                  
! Q7 z- U" G. G" T& \1 V; z" ]! Q! t
Clk0+/-                                                        9 N1 \) B0 n/ J. N
Addr、Ctrl                                                      6 s. e: W- ?% N) g* G
Sdram芯片
% C3 i1 w5 O$ s/ v
2 {7 Z6 @6 Y' @8 VClk1+/- Fb、St                                    + d, d/ E% T; W3 r/ u
Data、Dqs                                                  

; [* r4 t7 q& V0 J, h* m. {3 X1. 信号分组:我们一般把它分为六组/ O# q9 G  p: d6 Y0 ^. s8 H
(1) Sdram_adrctrl(包含所有的地址和控制信号)
0 w- `  [' F& _$ R  U  N/ w% W. E(2) Sdram_clk(包含所有的时钟信号:clk0/1/+/-,Feedback_clk,Startburst)
7 S: `6 r  v2 Q(3) Sdram_dqs_l(包含DQS0..3)
3 n& U4 p. [+ Z9 p0 F(4) Sdram_dqs_h(包含DQS4..7)' a8 f/ i# a2 X, ~
(5) Sdram_data_l(包含DQ(0..31),DQM(0..3))
: x1 v, d+ M. s/ g1 e0 X1 E(6) Sdram_data_h(包含DQ(32..63),DQM(4..7))" P$ i, ^8 V6 Y1 G" k
2. 布局时应注意以下几点:
+ ^. ?! Q) F% w  z1 K(1) 使用0402封装的上拉电阻4 v6 X6 V! H9 U; @* l3 X
2) 上拉电阻靠近SDRAM端摆放
4 v! L1 e& J" M# D$ O  {4 f3 w(3) 每四个电阻旁摆放一对退耦电容,且第一个为Vtt to Ground类,第二个为Vtt to Vddq类6 r1 p0 s& V' i  g8 A* _
(4) 退耦电容尽量靠近SDRAM的对应管脚摆放$ ~9 n- C9 Z1 v3 d  ^- V
5) 参考电压的小电容应靠近SDRAM的管脚放置
; ~$ r- s+ y# s1 r$ |7 ]+ f3. 布线时应注意以下几点:
" P% X9 f( p( S+ h8 a$ t(1) 间距方面的要求:, ]2 G/ ?3 e4 f- e& r
a) CLK、DQS信号与其它信号至少保持20mil以上的space* |  v/ v' `4 ]+ y- D/ x7 h
(b) DATA信号与其它信号至少保持15mil以上的space(DATA信号组与组之间也要有15mil以上的space),为了绕线方便,我们把DATA信号分为八组,分别为
2 i$ j( t- Z! |" B2 Z. Z* y% IGroup0Q(0..7)、DQM0、DQS0
9 n: A3 W0 Q2 D& N' [Group1Q(8..15)、 DQM1、DQS11 b; Q' R5 Q# m4 b
Group2Q(16..23)、DQM2、DQS2
$ J: B/ `, q$ |) z) \Group3:DQ(24..31)、DQM3、DQS3% s$ y5 D0 q& h- J! I( t- z5 q- C
Group4:DQ(32..39)、DQM4、DQS40 o$ F1 D, v2 t1 Q
Group5:DQ(40..47)、DQM5、DQS5# s, |- o% j2 p! Z5 c9 v: v/ h
Group6:DQ(48..55)、DQM6、DQS6
' V" r7 `8 j! r' k* ~. jGroup7:DQ(56..63)、DQM7、DQS7
6 v$ z2 B  Q/ b. p(c) ADDR、CTRL信号与其他信号至少保持15mil以上的space1 K5 H! w/ v4 H6 N: A* v
(2)   长度方面的要求:
) f0 ], b* N0 N; L(a) 差分时钟对做误差+/-10mils
1 @. B0 O$ z7 a0 B(b)DQS(0..7)做误差+/-250mils5 T0 n$ O4 B4 n  _- q# f. y
(c) DATA信号组间控制在+/-250mils,本身做+/-100mils
1 [1 W1 G! y- y  g(d)ADDR信号与时钟信号控制在+/-850mils,同一信号的两分叉的长度控制在+/-50mil- x  m6 j+ I, [; c
(e) Feedback_clk、Startburst这两信号要等于DQS(0..7)平均长度加上CLK0/1平均长度,即 Length(Feedback_clk、 Startburst)=Average_Length(DQS(0..7))+Average_Length(clk0/1/+/-)3 R  c- J7 w% Z$ s
4.单线阻抗控制在50ohm,对于地址和控制信号,分叉点到两SDRAM(可能的情况下)的阻抗控制在60-65ohm,以确保阻抗的连续/ A/ x4 B0 v) v: Q
5. Topology- T, T9 g1 M! U8 S# ~
(1) 对于CLK、Dqm、Dq、Dqs信号4 M2 Q; }2 s' e/ ]$ T" Z; h
Driver' o4 `2 A% w, _$ z, X) D" y

% X9 O. ~) {/ d' h, A. F7 w0 X/ F% O) `Resistor
6 }% ~2 \8 e4 `; E/ g  V8 q! S% P, l  A$ q
Sdram
" m: t2 b7 @7 c5 p& [9 X0 r5 ~  r" ^$ D7 i  P. a0 @
(a)                              

2 W9 r" }: l- ^0 R  jSdram至Resistor尽可能的短2 p" S" k" o" _# m4 }0 |' r2 U; p% I
Sdram
- c9 i$ _# i/ `- r. b
# u$ z6 s; `& U3 x' T9 aResistor& V) o4 P5 H6 V

. X0 x1 y5 q3 P" JDriver
2 G' r7 {9 @: L8 d/ x  U" |# d4 p0 J; ?
(b)                              
8 ?+ F6 b0 n3 Z0 V/ H2 `
Resisor至Sdram尽可能的小于0.5inch
2 F+ V9 Z! z. I/ V5 D(2) 对于Addr、Ctrl信号+ \# t2 Y" S% a. {2 \; ?
Resistor
2 h2 s/ E; X8 I% r3 t+ t! D
5 l3 p3 Y' ^$ z. p2 n! ~Sdram     
% x4 C5 r/ ?8 i* i8 H7 Q: n
Driver                                                
. R! V: q3 k8 v5 j6 v0 WSdram+ }; @8 E+ c1 k

1 Z( @' w  D- e; jResistor
: z* c5 A& y3 r5 q0 e" ^  f
( d: @1 E3 z; W: R
Resistor至Sdram尽可能的小于0.3inch
6 o2 T4 F$ L" ~! O& v" N
3) 对于FD_CLK、Startburst信号                                                                 
6 t, r5 j$ Q4 m; b+ {7 y) dDriver
5 v6 t7 K$ T; W/ Y; Y# r3 C$ C8 ~1 q/ Q( F1 P- S  k: F: N
Resistor! r  Y6 W8 {/ E0 w" A

, ^& e. r+ P2 N# y# R. @4 T7 [Resistor6 m! W$ Q( r, O9 ?0 o) O
" u" x& k7 Y8 A+ }" A6 S: d& C
6.布线要点:
, U  ~$ a' v- r+ B+ g& x: C2 J4 I, A$ J(1) CLK0+、CLK0-以差分形式布线,抑制共模噪声
& H3 K0 Q7 _' x6 x" f" b; h(2) CLK1+、CLK1-以差分形式布线,抑制共模噪声  \. ?, o- _3 h8 I$ P* q+ d* \' O
(3) 同组DQ信号可以任意交换,以改善布线
) _  t: Y' [2 P3 m: L# m4 ^4) 在同一SDRAM中,每两组信号可以任意交换,以改善布线
' n# t* D! {+ K4 ~, h5 Y) a(5) 对ADDR、CTRL的Y型拓扑接法应注意将过孔放置在两SDRAM之间,确保两分叉的长度相同且短4 g/ S# L. s- N( P( h
(6) 同组信号相同层完成,同一信号若换层,要有共同的地回流平面,若没有共同地平面需要在换层处加地孔
1 E; l, i' D: y* W" @4 R. J(7) 使用0402封装电阻以节省PCB空间
& R8 o1 c/ p6 r2 a. j* \1 g" [: F. `8) 尽量少过孔, f: w: y9 c+ m
7.电源的处理
9 i5 j2 [8 k6 s+ j% D  xVTT用两表层铺铜处理,在其周边均匀的打一圈孔,0402封装电阻管脚处用走线接铜处理,避免两电阻间连锡,造成焊接不良;其它电源用平面层处理。
- O/ @, L$ d7 o6 L9 ?' u+ U& }二). 关于DDR SDRAM
$ X+ X- R5 g# a. ^Clock Buffer" i( h* V( s$ X+ u( z' Z( \4 W1 s

+ o& `8 Q- ~0 V                      Clk0+/-                 Fb                                                  

0 a2 @* l, N3 P) o                      Clk1+/-                                                                         5 t/ Y0 U( U1 W. o8 Y
Sibyte' e' d* W; F5 e1 Q( ?) H4 c

+ ^# c4 g# I! y5 z: F                      Clk2+/-                  Clk+/-                                         
" c5 O4 `7 K" }
                    Addr、Ctrl                                                             ; |( ]) r+ t1 K( H7 ?3 U: D7 S; F
1. 信号分组,我们把它分为三组# W8 k4 u% ]% u1 N- y5 p+ }( x
(1) DDR_A/C(包含Address、Control信号)( y, Z2 v/ N" K2 a
2) DDR_CLK(包含所有的CLK+/-信号)) B" \7 u3 q4 z
2. 布局时应注意以下几点:
- b' n* d6 E* K: P- u. g/ F: v       (1)对于DIMMs,匹配电阻应靠近第一DIMMs放置
, f7 m& j8 h2 n, o. g/ Y) f7 Z0 V对于RAMs,匹配电阻应靠近Sibyte放置! @' J( F' X2 B) g+ i2 D' m
(2)所有的上拉电阻摆放在最后一个DIMMs之后,每四至六个信号放置一个0.1uf或者0.22uf的0603封装的电容且靠近上拉电阻7 i) w8 H& A9 Z
3. 布线时应注意以下几点:) p# A" A- z% C) |6 I2 w
(1) 间距方面的要求
" Y. e% P5 G7 c( @/ f0 b. k6 w(a) CLK信号于其它信号保持4:1的space
6 _+ }4 D4 c8 I+ `' a5 y+ QCLK以差分形式1:1的space布线5 W& [/ R$ g: `* v/ C9 ~
(b)DQ/DQS信号以3:1的space布线,与其它信号保持4:1的space(3:1(即线边缘与线边缘的距离)=3X线到相邻地平面的距离),为了绕线方便,我们把DQ/DQS分为九组,分别为9 Z/ ]0 H5 P# O3 H7 Z" F% @: G% R
Group0:DQ(0..7)、DQS0
7 i- n% q/ T) {Group1:DQ(8..15)、DQS1
; D5 H; p+ ~5 ~+ M: t% O  ^% J
/ f7 h1 k* M3 }2 @0 F( a! W; \: Y0 a6 p0 V$ O
Group7:DQ(56..63)、DQS7 & }5 K% L$ _  c" `% s) `
Group8:ECC(0..7)、DQS8; P) @" k* C$ ]2 ?
(c) A/C信号以3:1的space布线,与其它信号保持4:1的space
4 X4 U! w, U; u( u: m(2)长度方面的要求
" d0 c2 e  [3 S8 i& W0 L(a) A/C信号尽量短,但信号间需小于+/-1500mil的误差7 p) d: S# l% a" K
(b)CLK信号差分对本身做+/-12mil,差分对间做+/-50mil的误差,且满足Length=SB..PLL+PLL..DIMM-PLL..FB& z3 c( N* ^" N/ G
SB..PLL=Sibyte至PLL Clock buffer的长度5 N/ u* Q2 _& M& I
PLL..DIMM=PLL Clock buffer至DIMM的长度, a: r- J& J- d) F2 V! T! U
PLL..FB=PLL Clock buffer的反馈时钟长度% X  M+ u( U. e0 l6 H- Z0 f
对于DIMMs% N* Y3 x* n5 v
LongestA/C+6in<CLK<ShortestA/C+9in# {" f' b5 s- ]" M' c
对于RAMs
  ^# w9 ^9 W% h5 j7 F: ]- o9 XLongestA/C+4in<CLK<ShortestA/C+7in
' e5 Y( p' \9 o4 x(c) DQS(0..8)做 +/-400mil的误差& K6 K4 y9 z" \. H1 K
对于DIMMs@167MHz* `4 m& K0 D, c2 b% L
CLK-7in<=DQS<=CLK-1in1 s  `: D1 E- z: q* h' m; \
对于RAMs@200MHz
% C0 Q+ r2 K, j5 W) NCLK-5in<=DQS<=CLK-2in
& }5 H- |7 o2 I, F(d)DQ/DQS信号组内做+/-50mil的误差
4 [9 ~" c! h5 s) z& @4 X(e) 所有的DQ/DQS长度都需加上Sibyte的Pin内长度& r: \; g) g8 f8 [* q  y
4.   单线阻抗控制在60Ohm,差分控制在120Ohm
) g' X; z" O  _$ R5.   Topology$ F) R9 C+ I, Y1 B1 I
(1) 对于A/C信号" U+ Z; F2 V' R6 @7 b
对于DIMMs              VTT                                        - d  O+ @" M; m$ @4 H) V
Rpack/ n2 ]$ u: I& P- U
7 H) |' S1 s+ ]
Sibyte
9 J+ U1 I( L& s( D0 U  J$ O
+ e/ @6 c8 u3 h& r, ~3 ^4 ^A/C                                            
5 A% v& |5 B) Y+ j# ?
对于RAMs( T8 h) k+ b; ^+ K
7 G- C  M1 h& Q  a- B0 r1 f
Ram05 p2 @. Y0 N7 ]1 f* Z, J
Ram1" w) h9 ^. j( s8 V' Z5 I6 j$ y
Ram2. y* H4 g2 F3 I% W, U' c/ K% ^

1 t6 {& @/ M9 XRpack3 q% k: c6 o8 C$ F5 ^  S6 [

% E0 ~" `/ U# t, u# ySibyte
: m! P6 H7 K% ~& n! N! j0 j9 W9 B2 U. M, j
A/C                           
) p( C2 y1 D) \$ H0 u3 L) D1 E/ p
Ram3                                                                 
; w+ g/ \- M. t9 D& [Ram4                                                                 2 w( I: @$ m+ `  r2 V
(2) 对于DQ/DQS信号
7 |$ j8 N$ `, i$ t7 z' u' ^9 VSibyte1 W0 S! C2 Z$ z4 F; e0 n5 Y6 x

& Z1 j& M+ o8 @# \! zRpack
% A, e9 @6 [, b7 X/ s( T
DQ/DQS: H7 g; Q% K: a+ l

% F$ |$ |+ o! a/ ^
(3) 对于CLK
, _) X: M& W# f' x! y) ~Sibyte' _" Q8 r9 F$ Y. ]  l* B8 X& P* c' H

6 c1 A  D  y6 H1 ?9 E: {  `PLL

! C0 n4 U) @; j, uSB       DIMM
% U" M5 v3 c- H# q. |FB: ^+ {/ g( E0 y- l+ r. C
6.   布线要点
& p: m- X* J5 U/ I1 L* t" v/ W(1) CLK以差分形式布线,抑制共模噪声
# \+ Y4 S% x: I+ j* \; A$ {(2) 同组信号以相同层完成,尽量不换层,同一信号若换层,要有共同的地回流平面,若没有共同地平面需在过孔处加地孔+ ]# S* @, i7 `+ A2 V& R9 L% _# K
(3) 使用排阻以节省PCB空间. R/ L( v0 d$ n! |4 P, o
(4) 排阻到DIMMs用表层处理,尽量短、顺畅

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2#
发表于 2009-4-29 12:29 | 只看该作者
看了  不错

该用户从未签到

3#
发表于 2009-5-19 12:35 | 只看该作者
帅哥,你这说的是DDR吧,不是SDRAM////
  • TA的每日心情
    开心
    2025-7-18 15:02
  • 签到天数: 269 天

    [LV.8]以坛为家I

    4#
    发表于 2011-3-21 14:50 | 只看该作者
    顶了,写的不错

    该用户从未签到

    5#
    发表于 2011-3-22 14:42 | 只看该作者
    sdram有那么复杂吗?我觉得有点太麻烦了 不需要

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    6#
    发表于 2011-3-23 10:07 | 只看该作者
    顶!! 写的相当详细具体,谢谢!!!!0 |0 E* V, ^+ s, r/ R

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2011-3-23 10:08 | 只看该作者
    DDR SDRAM是要按楼主说的去处理,不然根本不能使用,不过DSP或者FPGA外面是一片的话可以不做这样的处理,如果是两片或以上并联的药按以上方法处理。7 e6 o# \, T1 K9 b& R
    谢谢!

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    8#
    发表于 2011-3-26 10:04 | 只看该作者
    值得收藏

    该用户从未签到

    9#
    发表于 2011-3-26 13:25 | 只看该作者
    值得收藏

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    10#
    发表于 2011-7-20 09:40 | 只看该作者
    感谢分享 !

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    11#
    发表于 2011-7-20 17:27 | 只看该作者
    恩,写的不错,

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    12#
    发表于 2011-7-22 07:32 | 只看该作者
    说说SDRAM啊?

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    13#
    发表于 2011-7-22 09:37 | 只看该作者
    写得很详细,感谢分享

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    14#
    发表于 2011-7-22 15:11 | 只看该作者
    是ddr的呢

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    15#
    发表于 2011-7-25 14:43 | 只看该作者
    还没达到这种水平
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