DDR調(diào)試不通？先別扔，這個(gè)操作可能幫你逆襲！
發(fā)布時(shí)間：2023-02-02 11:05
作者：一博科技高速先生成員 黃剛
相信大家過(guò)完一個(gè)美美的春節(jié)后，學(xué)習(xí)的熱情一定會(huì)暴漲，反正高速先生給大家分享技術(shù)文章的熱情是非常高漲的哈！打從推出這個(gè)系列的仿真和理論相結(jié)合的話(huà)題后，文章受到了很多忠實(shí)粉絲的喜愛(ài)，大家紛紛表示既能學(xué)到理論知識(shí)，還知道怎么從仿真中去驗(yàn)證，甚至有一些小伙伴們已經(jīng)深深的陷入到仿真里面去，無(wú)法自拔了。因此高速先生趁熱打鐵，在春節(jié)后再加推幾期，繼續(xù)圍繞著這個(gè)話(huà)題分享文章！
經(jīng)過(guò)高速先生對(duì)粉絲文章喜愛(ài)度的研究發(fā)現(xiàn)，DDR方面的話(huà)題始終受到大家的熱捧，原因可能包括了大多數(shù)產(chǎn)品都會(huì)有DDR內(nèi)存系統(tǒng)，然后DDR系統(tǒng)又是很關(guān)鍵且容易出問(wèn)題的一個(gè)模塊，還有就是DDR的原理和應(yīng)用特別讓人著迷等等吧。All right，那今天就再給大家分享一個(gè)DDR仿真和測(cè)試完美對(duì)應(yīng)的經(jīng)典案例吧！
不知道現(xiàn)在大家做的DDR4系統(tǒng)的指標(biāo)是怎么樣了？從高速先生和最近眾多客戶(hù)的配合來(lái)看，從一個(gè)通道的總?cè)萘亢退俾噬隙蓟旧侠搅藰O限，從單個(gè)顆粒的容量，很多已經(jīng)從8Gb提升到了16Gb，運(yùn)行速率也從typical的2400M拉到3200M了。下面要分享的這個(gè)案例就是這個(gè)的一個(gè)case！
這個(gè)客戶(hù)的一個(gè)DDR通道是1拖5的結(jié)構(gòu)，每個(gè)顆粒的16Gb是容量，需要跑到的速率是3200M，通過(guò)這個(gè)描述，就知道這個(gè)系統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)不會(huì)很好做！這個(gè)項(xiàng)目是我司設(shè)計(jì)部門(mén)的同事設(shè)計(jì)的，而且也有相關(guān)的內(nèi)部指導(dǎo)可以遵照，因此設(shè)計(jì)完就去生產(chǎn)加工了。等板子貼片回來(lái)后，客戶(hù)下載程序去測(cè)試時(shí)，就猛然發(fā)現(xiàn)運(yùn)行不到額定的3200M的速率！
客戶(hù)也測(cè)試了好幾片板子，情況都差不多，大概只能運(yùn)行到2400M左右，再往上就不穩(wěn)定了。由于我們和這個(gè)客戶(hù)合作比較久了，大家也都沒(méi)有太慌，經(jīng)過(guò)和客戶(hù)詳細(xì)的溝通，我們把調(diào)試的方向轉(zhuǎn)到了主芯片的驅(qū)動(dòng)配置上。這款型號(hào)主芯片客戶(hù)用得比較多，驅(qū)動(dòng)配置的頁(yè)面，如下所示：
像這種一拖多的DDR系統(tǒng)，我們最先會(huì)把debug方向放在地址控制信號(hào)和CLK上面，這個(gè)原因在之前很多篇文章已經(jīng)說(shuō)過(guò)了。我們看到客戶(hù)已經(jīng)遍歷了上面紅框的驅(qū)動(dòng)內(nèi)阻，從可以選擇的40，48，60等多種驅(qū)動(dòng)選出了較好的40歐姆內(nèi)阻驅(qū)動(dòng)，但是依然不能穩(wěn)定的跑到3200M上。連驅(qū)動(dòng)內(nèi)阻的配置都遍歷過(guò)，感覺(jué)好像沒(méi)有其他有效的設(shè)置了吧，真的要立馬重新改板設(shè)計(jì)了？
先別慌，還好高速先生也對(duì)這款芯片灰常的了解，除了傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)內(nèi)阻可以配置外，Slew Type也是一個(gè)很重要的點(diǎn)！沒(méi)錯(cuò)，就是下面這個(gè)配置項(xiàng)！
該芯片有FAST，MEDIUM和SLOW三個(gè)配置可以選擇！而且我們也拿到了該芯片的仿真模型，模型比較齊全，也同樣有這幾項(xiàng)配置可以選，于是高速先生打算通過(guò)仿真去進(jìn)行驗(yàn)證，看看能不能順便把問(wèn)題一并解決了。
于是我們迅速在仿真軟件把仿真拓?fù)浯钇饋?lái)，就是下面這樣的拓?fù)洌?/p>
我們先按照客戶(hù)原始的配置，地址控制和時(shí)鐘CLK都是FAST模式，40歐姆內(nèi)阻去選擇仿真模型，如下所示：
發(fā)現(xiàn)最差的顆粒信號(hào)質(zhì)量的確是有問(wèn)題，存在明顯的ring back，從而也導(dǎo)致時(shí)鐘采樣出現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)，時(shí)鐘采樣的時(shí)序本身沒(méi)有問(wèn)題，只是地址控制信號(hào)質(zhì)量的問(wèn)題。
這和客戶(hù)的測(cè)試結(jié)果也挺吻合的！
那我們就換成地址控制MEDIUM模式，時(shí)鐘CLK還是FAST模式仿真看看，結(jié)果就變成下面這樣了。好開(kāi)森，地址控制信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量全部都沒(méi)問(wèn)題了！?。?/p>
是不是在仿真中意味著就ok了，人往往在最開(kāi)心的時(shí)候容易受到暴擊，的確，地址控制信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量都o(jì)k了，但是時(shí)鐘又出來(lái)搞事了！地址控制信號(hào)的質(zhì)量都沒(méi)問(wèn)題，
CLK時(shí)鐘的信號(hào)質(zhì)量也沒(méi)問(wèn)題，但是時(shí)序卻出錯(cuò)了，從上升沿的采樣位置能明顯看到，建立時(shí)間裕量又不夠了！
但是我們還是壯著膽子讓客戶(hù)試試這種地址控制MEDIUM模式，時(shí)鐘CLK選FAST這樣的配置，果不其然，客戶(hù)很快就傳來(lái)了測(cè)試結(jié)果！
的確，從仿真結(jié)果來(lái)看，單純的地址和CLK的信號(hào)質(zhì)量都是滿(mǎn)足要求的，只是建立時(shí)間的時(shí)序裕量不足，我們知道，時(shí)序裕量問(wèn)題的確也是可以通過(guò)降頻來(lái)彌補(bǔ)的，因此我們對(duì)仿真的精度有了更大的信心！
好！最后再試一種組合，一定要成功！就是地址控制信號(hào)和CLK時(shí)鐘都選用MEDIUM模式，我們先來(lái)看看仿真結(jié)果！這下厲害了，地址控制信號(hào)ok，上面的仿真已經(jīng)知道，現(xiàn)在把CLK時(shí)鐘也變成MEDIUM后，時(shí)鐘本身滿(mǎn)足信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)，時(shí)序也變ok了，結(jié)果列表沒(méi)有出現(xiàn)裕量不足的提醒了，完美！
然后再反饋到調(diào)試去，客戶(hù)終于傳來(lái)了好消息！
最后總結(jié)下，這又是一個(gè)仿真和測(cè)試互相配合驗(yàn)證從而通過(guò)仿真指導(dǎo)調(diào)試來(lái)解決問(wèn)題的經(jīng)典案例，在初始配置調(diào)試不通過(guò)的時(shí)候要保持冷靜，找到入口去嘗試更多的芯片配置。從案例中我們展示了仿真和測(cè)試的配合，其實(shí)選擇配置的過(guò)程也是理論應(yīng)用于實(shí)際的過(guò)程，有了理論的支撐，我們才能更好的去選擇仿真的配置和調(diào)試的配置，從而解決問(wèn)題，大家都get到了吧！
