DDR3管腳定義與布線規(guī)則

目錄：

• 1、DDR3管腳定義
• 2、啟動過程
• 3、信號組大致分類
• 4、布線規(guī)則
• 5、CPU和DDR、DDR和DDR之間的擺放間距
• 6、走線方式：點對點，T型拓撲方式、菊花鏈拓撲方式
• 7、小記

1、DDR3管腳定義

CK/CK# 全局差分時鐘，所有控制和地址輸入信號在CK上升沿和CK#的下降沿交叉處被采樣，輸出數(shù)據(jù)選通(DQS、DQS#)參考與CK和CK#的交叉點。

CKE為時鐘使能信號，使能(高)和禁止(低)內(nèi)電路和DRAM上的時鐘。由DDR3 SDRAM配置和操作模式?jīng)Q定特定電路被使能和禁止。CKE為低時，提供預(yù)充電和自刷新操作(所有Bank都處于空閑)，或有效掉電(在任何Bank里的行有效)。CKE與掉電狀態(tài)的進入、退出以及自刷新的進入同步。CKE與自刷新的退出異步，輸入Buffer(除了CKE、CK#、RESET#和ODT)在掉電期間被禁止。輸入Buffer(除了CKE和RESET#)在自刷新期間被禁止。CKE參考值VREFCA。

CS#為片選信號，使能(低)和禁止(高)命令譯碼，大部分CS#為高時，所有命令被屏蔽、CS#提供了多Bank系統(tǒng)的Bank選擇功能，CS#是命令代碼的一部分，CS#的參考值是VREFCA。

ODT片上終端使能。ODT使能(高)和禁止(低)片內(nèi)終端電阻，在正常操作使能時，ODT僅對下面的引腳有效：DQ[7:0]、DQS、DQS#和DM。如果通過LOAD MODE命令禁止,OTD輸入被忽略。OTD的參考值是VREFCA。

BA0、BA1、BA2為BANK地址輸入，用來確定當(dāng)前的命令操作對哪個BANK有效。BA[2:0]定義在LOAD MODE命令器件哪個模式(MR0、MR1、MR2)被裝載，BA[2:0]的參考值是VREFCA.

A0~A9、A10/AP、A11、A12/BC#、A13為地址總線，為有效命令提供行地址，同時為讀、寫命令提供列地址和自動預(yù)充電位(A10)，以便從某個Bank的內(nèi)存陣列里選出一個位置。LOAD MODE命令器件，地址輸入提供一個操作碼。地址輸入的參考值是VRECA。A12/BC#是在模式寄存器(MR)使能時，A12在讀和寫命令期間被采樣，已決定burst chop(on-the-fly)是否被執(zhí)行(HIGH=BL8執(zhí)行burst chop)或者LOW-BC4不執(zhí)行burst chop。

RAS#、CAS#、WE#分別為 行 選擇、列 選擇與 寫 使能信號，低電平有效。這三個信號與CS#一起組成了DDR的命令信號。

DM為數(shù)據(jù) 掩碼 (屏蔽)信號，寫數(shù)據(jù)時，當(dāng)伴隨輸入數(shù)據(jù)的DM信號被采樣為高時，輸入數(shù)據(jù)被屏蔽。當(dāng)然DM僅作為輸入腳，但是，DM負載設(shè)計成與DQ和DQS腳負載相匹配。DM的參考值是VREFCA。DM可選作為TDQS。

DQ0~DQ7為數(shù)據(jù)總線，讀寫操作時的數(shù)據(jù)信號通過該總線輸入或輸出。

RESET#為復(fù)位信號，低有效，參考值是VSS。

DQS、DQS#為數(shù)據(jù)選通(鎖存)信號，雙沿有效，寫數(shù)據(jù)時輸入，信號沿與數(shù)據(jù)中心對齊、讀數(shù)據(jù)時輸出，信號沿以數(shù)據(jù)邊沿對齊。

TDQS、TDQS#輸出信號，終端數(shù)據(jù)選通，當(dāng)TDQS使能時，DM禁止，TDQS和TDDS提供終端電阻。

VDD電源電壓1.5V±0.075V。

VEDO為DQ電源1.5V±0.075V。為了降低噪聲，在芯片上進行了隔離。

VREFCA為控制、命令、地址的參考電壓。VREFCA在所有時刻(包括自刷新)都必須保持規(guī)定的電壓。

VREFDQ為數(shù)據(jù)的參考電壓。VREFDQ在所有時刻(除了自刷新)都必須保持規(guī)定的電壓。

VSS為地。

VSSQ為DQ地，為了降低噪聲，在芯片上進行了隔離。

ZQ輸出驅(qū)動校準(zhǔn)的外部參考，這個引腳應(yīng)該連接240 ohm電阻到VSSQ。

2、啟動過程

首先，芯片進入上電，在上電最小為200us的平穩(wěn)電平后，等待500usCKE使能，在這段時間芯片內(nèi)部開始狀態(tài)初始化，該過程與外部時鐘無關(guān)。在時鐘使能信號前(cke)，必須保持最小10ns或者5個時鐘周期，除此之外，還需要一個NOP命令或者Deselect命令出現(xiàn)在CKE的前面。然后DDR3開始了ODT的過程，在復(fù)位和CKE有效之前，ODT始終為高阻。在CKE為高后，等待tXPR(最小復(fù)位CKE時間)，然后開始從MRS中讀取模式寄存器。然后加載MR2、MR3的寄存器，來配置應(yīng)用設(shè)置;然后使能DLL，并且對DLL復(fù)位。接著便是啟動ZQCL命令，來開始ZQ校準(zhǔn)過程。等待校準(zhǔn)結(jié)束后，DDR3就進入了可以正常操作的狀態(tài)。對于基本的配置過程，現(xiàn)在就可以結(jié)束了。

3、信號組大致分類

地址線、時鐘差分、命令控制線，該組信號較多，布線不一定非要走在同一層

8根數(shù)據(jù)高位、1根數(shù)據(jù)掩碼、1對數(shù)據(jù)鎖存差分，共11根線，同一組信號線走同一層。

8根數(shù)據(jù)低位、1根數(shù)據(jù)掩碼、1對數(shù)據(jù)鎖存差分，共11根線，同一組信號線走同一層。

備注：同組信號必須走同一層，不同組信號可走不同層。

電源和地

4、布線規(guī)則

信號線盡量不走頂層或底層，在焊盤就近打過孔，走中間層，頂層或底層信號走線傳輸速率相對中間層走線要慢，頂層和底層不走線，便于擺放元器件。

打過孔盡量對齊擺放，美觀、更有利于線拉通

同組信號中，優(yōu)先拉通差分線，同時給差分線對提前多預(yù)留的空間，便于后續(xù)做等長。

布線滿足3W原則，如線寬W = 0.1mm，線與線的中心距離為3W = 0.3mm， 線與線邊沿的距離也就是2W = 0.2mm。防止信號間的串?dāng)_。

單端50 ohm，差分100 ohm。

完整的參考平面。

不要有其他信號穿插到DDR布線區(qū)域。

VREF電源線盡量走寬 >=20~30mil。

差分對誤差盡量控制在5mil。

數(shù)據(jù)線誤差盡量控制在+/-20mil

地址線誤差盡量控制在+/-50mil

5、CPU和DDR、DDR和DDR之間的擺放間距

一個CPU只對一個DDR時，間距大概900~1000mil，如果中間有串阻，范圍1000~1300mil。

注意：這個距離不是CPU 中心到DDR中心的距離，而是CPU與DDR相關(guān)的焊盤一個大致區(qū)域中心到DDR的中心。

一個CPU對兩個DDR時，兩個DDR相對CPU擺放時要嚴(yán)格對稱(也是相對O點進行對稱)。

6、走線方式：點對點，T型拓撲方式、菊花鏈拓撲方式

點對點，一個CPU 僅對一個DDR， 只能用點對點的方式布線。

T型：一個CPU對兩個DDR 或4個DDR，線從A點到B點，B點分支分別到C和D點。

菊花鏈，一個CPU對兩個DDR 或4個DDR，下圖線從A點到B點，B點再到C點。

7、小記

菊花鏈方式的型號完整性相對好點，一般大品牌走的大多是菊花鏈。

快速的辨別是哪種方式，可以直接查看地址線組。

當(dāng)有兩個DDR時，如何判定用T型還是用菊花鏈，主要看CPU的地址線焊盤的位置。

如果地址線的焊盤在CPU BGA的邊緣處，可以考慮用菊花鏈，如果是靠近中間考慮T型。

如果地址線的焊盤靠近邊沿的中間處，可以考慮T型方式。

最容易區(qū)分出DDR1/2/3，主要看電源電壓。