DDR跑不到速率后續(xù)來了，相鄰層串?dāng)_深度分析！
發(fā)布時(shí)間：2023-06-06 16:54
高速先生成員：黃剛
就在剛剛，雷豹把他對疊層的調(diào)整方式和改善后的仿真結(jié)果給師傅Chris看完后，Chris給雷豹點(diǎn)了個(gè)大大的贊，因?yàn)閮?yōu)化的方式其實(shí)不需要大改DDR的走線，只需要把相鄰層的信號最大限度的拉開，同時(shí)為了保證疊層厚度不變，就需要把信號和參考的地平面相應(yīng)的靠近。這個(gè)操作的好處是顯而易見，信號與信號之間的距離變遠(yuǎn)的同時(shí)，信號與參考地平面的距離又變近了，串?dāng)_肯定就能夠改善了??！下面是雷豹想到的改善后的疊層方案。
信號與信號由之前的4.476mil拉大到了5.5mil，同時(shí)為了保持厚度不變，信號與地的距離從3mil減小到了2.5mil。這個(gè)時(shí)候會不會有粉絲問，為什么不再拉大一點(diǎn)呢，直接拉到6mil以上不更好了。呃，這個(gè)……只能回答你們，PCB設(shè)計(jì)是需要多種因素來權(quán)衡，拉到6mil的串?dāng)_肯定會更好，但是信號離地平面近了，線寬需要減小才能控到之前的阻抗，近到2mil壓根就控不到阻抗了，因?yàn)榫€忒細(xì)了。
其實(shí)雷豹坦言，采取這個(gè)疊層調(diào)整的方案其實(shí)也主要是通過“憑感覺”來的，理論是知道的，就是信號之間遠(yuǎn)了，信號和地平面近了，電磁場在信號之間的交叉量就少了，因此串?dāng)_能夠改善。但是改善了多少，能不能通過其他指標(biāo)更清晰的量化出來呢，雷豹心里其實(shí)是打鼓的！
Chris看破不點(diǎn)破，決定親自來接手這個(gè)案例后續(xù)的串?dāng)_分析。我們知道，去衡量任何信號質(zhì)量的手段無非就兩種，要么是在時(shí)域上判斷，要么就是在頻域上去分析。時(shí)域的話，雷豹已經(jīng)在信號眼圖上有對比過了，那么想繼續(xù)分析這個(gè)串?dāng)_的改善的話，就有在頻域上去做文章了。
Chris對雷豹調(diào)整疊層前后的走線結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，利用cadence的3D clarity快速的建立了兩種結(jié)構(gòu)的模型，可以看到，雷豹的優(yōu)化方案就是把信號間距拉遠(yuǎn)，信號與地間距拉近，同時(shí)減小一定的線寬來控制阻抗不變。
原始仿真模型版本中，我們把相鄰層的走線長度定在1000mil，基本上和該案例的DDR走線的最大并行長度接近，使得這個(gè)仿真模型更貼近該案例的真實(shí)情況。
分別對兩個(gè)模型進(jìn)行仿真，仿真后得到兩者的串?dāng)_參數(shù)的結(jié)果，Chris把它們擺在一起來看。
從對比結(jié)果可以看到，串?dāng)_在DDR運(yùn)行的頻率處從22db改善到29db，大家可不要小看這個(gè)7db的串?dāng)_改善，從db損耗反推回幅度的話，如果串?dāng)_源電壓是1V的話，基本上22db是80mV的串?dāng)_幅度，29db只有35mV左右，改善還是非常的大的，有興趣的粉絲后面可以自己算算哈！
當(dāng)然，在雷豹驚呼很厲害的時(shí)候，Chris突然問雷豹，那優(yōu)化了疊層之后，還有沒有什么辦法通過走線的變化進(jìn)一步優(yōu)化串?dāng)_呢？此時(shí)雷豹看著Chris的仿真模型，同時(shí)腦中不停的翻滾曾經(jīng)學(xué)過的串?dāng)_理論，duang的一聲，有啦！目前仿真模型是信號線并行長度1000mil，如果能縮短到500mil呢，會不會使得串?dāng)_結(jié)果進(jìn)一步變好呢？Chris滿意的點(diǎn)了點(diǎn)頭，進(jìn)步很大的小伙子！只見Chris飛快的對模型上的信號走線縮短一半，只剩500mil的并行長度，然后再次進(jìn)行仿真，結(jié)果令人滿意，串?dāng)_量級又改善了3個(gè)多db！
的確，從串?dāng)_產(chǎn)生的理論出發(fā)去尋找改善串?dāng)_的方案，的確是比較好的解決問題的思路，于是雷豹在之前的疊層優(yōu)化建議之外，還加上了一條，盡量減小相鄰層并行的走線的長度，這下這個(gè)案例的改板設(shè)計(jì)就更保險(xiǎn)了！正當(dāng)雷豹開始暗爽的時(shí)候，突然Chris來了一句，那在這個(gè)case里，主控和DDR的布局位置都不變的時(shí)候，具體要怎么走線才能達(dá)到縮短并行長度的目標(biāo)呢？雷豹?jiǎng)傞_始楞了下，不過鎮(zhèn)定下來思考片刻后，作為PCB設(shè)計(jì)出身然后轉(zhuǎn)到我們高速先生團(tuán)隊(duì)的他還是想到了不少的辦法實(shí)現(xiàn)了！
