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DDR3设计总结

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DDR3设计规范总结

PCB Layout

在实际的PCB设计时,考虑到SI、EMC的要求,往往有很多的折中方案。通常,需要优先考虑对于那些对信号的完整性要求比较高的。设计PCB 时,当考虑一下的一些相关因素,那么对于设计PCB来说可靠性就会更高。

1. 首先,要在相关的EDA工具(Cadance-Allegro)里要设置好里设置好拓扑结构和相关约束。

2. 将BGA引脚突围,将ADDR/CMD/CNTRL引脚布置在DQ/DQS/DM字节组的中间,由于所有这些分组操作,为了尽可能少的信号交叉,一些独立的管脚也许会被交换到其它区域布线。

3. 由串扰仿真的结果可知,尽量减少短线(stubs)长度。通常,短线(stubs)是可以被削减的,但不是所有的管脚都做得到的。在BGA焊盘和存储器焊盘之间也许只需要两段的走线就可以实现了,但是此走线必须要很细,那么就提高了PCB的制作成本,而且,不是所有的走线都只需要两段的,除非使用微小的过孔和盘中孔的技术。最终,考虑到信号完整性的容差和成本,可能选择折中的方案。

4. 将Vref的去耦电容靠近Vref管脚摆放;Vtt的去耦电容摆放在最远的一个SDRAM外端;VDD的去耦电容需要靠近器件摆放。小电容值的去耦电容需要更靠近器件摆放。正确的去耦设计中,并不是所有的去耦电容都是靠近器件摆放的。所有的去耦电容的管脚都需要扇出后走线,这样可以减少阻抗,通常,两端段的扇出走线会垂直于电容布线。

5. 当切换平面层时,尽量做到长度匹配和加入一些地过孔,这些事先应该在EDA工具里进行很好的仿真。通常,在时域分析来看,差分线里的两根线的要做到延时匹配,保证其误差在5mil,而其它的信号要做到10mil。

4、从上所知,当频率越来越高,则对DDR信号处理要求越来越严格,所以我们统一按最严格的要求规则处理DDR信号:

现阶段所面对的DDR目前大都属于DDR3类型,也有少许DDR4类型的,将来会面对更多 DDR4、 DDR5的产品

我们目前比较常见的是 UDIMM 和 SODIMM ,因市场定位不一样,所以会有形状大小的区别。而有些板卡则直接将 DDR2 或 DDR3 颗粒lay在PCB主板板上,就是我们常说的DDR 颗粒。其工作结果是一样的,只不过一种是通过DIMM这种载体,可以升级或更换或插更多内层条,而直接lay在板上的则无法更换,一旦损坏则只能送维修。

如图:

5、 BGA拉线注意整齐美观,DDR信号分组走,同组走同层,过孔数及过孔位置保持一致

除注意DDR信号外,还需处理周边信号及相关电源和GND

注意根据LAYOUT GUIDE处理DATA/ADDR/CMD/CNTRL 等信号的参考层面确认DDR信号的RULE设置正确,和shape、PIN、为安全间距,和VIA 不低于10mil间距

6、绕线前检查修正并确认是否留有VCC GND通道,避免走线跨分割:

7、根据LAYOUT GUIDE 或客户提供的表格,分析DDR信号等长要求,在等长要求未彻底了解清楚前不适合展开绕线工作

8、了解等长要求后,进行优化走线工作:

进行间距的调整:

DATA组与组之间的间距要求为3W安全间距,DATA 与 ADDR/CMD/CNTRL 之间

的间距要求为3W安全间距

DDR和周边的信号间距要求3W安全间距,最好是能包GND

并清除多余线段

进行BGA和DIMM槽内的间距调整工作:

PIN与PIN中间走线需匀称分配间距,走线要居中,不管是一根还是两根还是三根信号,禁止随意靠向单边。

区域内,空间必须平均分配利用,禁止随意一边紧一边松的状况

在有空间的情况下,线宽宽度必须尽可能做到最里面,禁止不加思考只跟随区域变动

同时注意尽量避免Break out,使其尽量短。

8、BY-PASS电容必须均匀散摆在DIMM槽周边,靠近电源PIN,并尽量以直接接电源PIN为主

9、绕线部分禁止偷间距,统一方向绕线,使其美观。

10、禁止下列绕法:

11、面对自己弧度的绕线,尽量空出超过2倍于安全间距的空间,间距过小会增加EMI的干扰

12、禁止出现走线线宽随意的变动(BGA处出线除外)

禁止出现绕线在中途偷间距的现象(指未达到安全间距)

13、处理DDR时请思考以下几点问题:

禁止出现的问题点一律禁止出现;

能做更好的部分一定要做到更好;

试问:当你设计出来的DDR频率要求过高时,因细节处理不当导致该产品DDR 部分无法运作,这时,你希望这是出自你手中的设计方案吗?

不同的产品,空间会有所差异,并非每一个案子都能按要求严格处理妥当,当空间不足以满足上述所有条件时,该如何做取舍?

当某些要求做不到,请先自我分析是确实做不到?还是没时间做?还是自己不想做到?请提出来通知项目负责人帮做出抉择

处理过程中是否会和其他部分的空间起冲突?是否需要及时和其他同事沟通确认?

14、处理完DDR,自我核对一次数据,并确认数据无误。

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