過(guò)孔STUB長(zhǎng)，DDR信號(hào)“強(qiáng)”？

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作者：一博科技高速先生 姜杰

layout組有個(gè)雷工，大家叫他老雷，盡管畫板多年閱板無(wú)數(shù)，但還是被SI同事給出的DDR4信號(hào)優(yōu)化建議整懵圈了；SI組也有個(gè)雷工，大家叫他小雷，盡管初出茅廬時(shí)默默無(wú)聞，但是在他優(yōu)化的這版一驅(qū)九DDR4穩(wěn)定運(yùn)行在3200Mbps后，他將被尊稱為豹哥。

一驅(qū)九DDR4設(shè)計(jì)一直是行業(yè)公認(rèn)的難點(diǎn)，尤其是板載顆粒的方案，當(dāng)然，具體難度也因板而異。不幸的是，兩位雷工這次遇到的是個(gè)硬骨頭，不光是板載顆粒設(shè)計(jì)，還是個(gè)改板，之所以改板，原因很簡(jiǎn)單，之前的板子DDR4數(shù)據(jù)信號(hào)沒有達(dá)到3200Mbps的預(yù)期速率。 客戶反饋前一版本已經(jīng)可以跑到2933Mbps， 改板的需求也很簡(jiǎn)單，就是能穩(wěn)定運(yùn)行到3200Mbps，畢竟，上一版離目標(biāo)速率也就差那么一點(diǎn)點(diǎn)。
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與客戶的樂觀不同，小雷覺得事情可能不像預(yù)期的那么容易�？梢耘袛嗟氖牵�上一版是裕量不足導(dǎo)致的marginal fail，問題是，從2933Mbps到3200Mbps，這點(diǎn)看似不起眼的裕量去哪找？

熟悉高速先生文章的朋友一定還記得，一驅(qū)多DDRX，難點(diǎn)往往不在速率較高的數(shù)據(jù)信號(hào)，而在于速率只有數(shù)據(jù)信號(hào)一半的地址控制類信號(hào)，原因這里再解釋哈：數(shù)據(jù)信號(hào)一般都是點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)�，而且大多有片上端接（ODT），走線拓?fù)浜?jiǎn)單，又有端接，信號(hào)想跑不起來(lái)都難；地址控制類信號(hào)的處境就難多了，難就難在一驅(qū)多的走線拓?fù)鋵?duì)信號(hào)的影響太大，即便速率相比數(shù)據(jù)信號(hào)減半。
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小雷也深知這一點(diǎn)，所以上一版數(shù)據(jù)信號(hào)跑不到3200Mbps，大概率是因?yàn)镈DR4的地址控制類信號(hào)達(dá)不到1600Mbps，于是查板從此類信號(hào)入手，上一版的走線拓?fù)錇镃lamshell，看不懂單詞沒關(guān)系，畫出來(lái)你就秒懂了：

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$ \0 Z/ S7 i4 L6 X( B) `. O對(duì)于空間受限的單板而言，一驅(qū)九DDR4選擇這個(gè)拓?fù)湟菜愫侠怼�Clamshell拓?fù)淇梢哉J(rèn)為是Flyby拓?fù)浜蚑拓?fù)涞慕M合，所以既有Flyby拓?fù)涞奶攸c(diǎn)，也就是近端顆粒的信號(hào)質(zhì)量特別差；也有T拓?fù)涞奶攸c(diǎn)，近端的DRAM1和DRAM2一樣差。小雷的仿真結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，上一版近端顆粒的眼圖（地址信號(hào)速率1600Mbps）確實(shí)在Pass和Fail的邊緣瘋狂試探，無(wú)怪乎壓力測(cè)試速率總是差那么一點(diǎn)點(diǎn)。
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令人沮喪的是，無(wú)論小雷如何調(diào)整Clamshell拓?fù)鋮��?shù)，近端顆粒的信號(hào)質(zhì)量始終不見改善，看來(lái)前一版的設(shè)計(jì)也是下過(guò)功夫的。關(guān)鍵時(shí)刻，客戶提供了另外一個(gè)信息：同樣的主控芯片，在板載顆粒方案之前，有過(guò)DIMM條成功的案例，當(dāng)時(shí)的DIMM條上的DDR顆粒采用Flyby拓?fù)�，設(shè)計(jì)如下：

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. g0 x  y! X7 r3 D( X- y苦無(wú)良方的小雷決定照葫蘆畫瓢，讓老雷把板載顆粒也改為Flyby拓?fù)湓囋�，不過(guò)，由于單板空間不像DIMM條充足，板載DDR芯片需要雙面布局，調(diào)整后的地址信號(hào)拓?fù)淙缦拢?/font>
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老雷不愧設(shè)計(jì)老炮兒，三下五除二把板子改了出來(lái)，除了因空間受限與DIMM條的布局無(wú)法做到一樣，DDR信號(hào)的各段走線長(zhǎng)度、阻抗控制都與DIMM條保持一致，還很貼心了調(diào)整了信號(hào)走線層，讓過(guò)孔stub盡量短。

小雷查板之后相當(dāng)滿意，老雷得到認(rèn)可后也很得意，甚至自信滿滿的與客戶確定了投板日期，萬(wàn)事俱備，只欠仿真驗(yàn)證了。

調(diào)整為Flyby拓?fù)涞陌遢d顆粒方案仿真結(jié)果居然又翻車了，近端顆粒信號(hào)質(zhì)量略有改善，但是仍沒達(dá)到預(yù)期效果：


小雷迷茫了，目前的仿真結(jié)果顯然無(wú)法支持?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)穩(wěn)定運(yùn)行到3200Mbps。拓?fù)�、走線、阻抗都控制的和DIMM一毛一樣，為啥結(jié)果還差著一截？


一定是漏了什么？小雷對(duì)著DIMM條和板載設(shè)計(jì)的Flyby一點(diǎn)點(diǎn)的排查，功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過(guò)一整天的對(duì)比驗(yàn)證，終于發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵影響因素。最后給出的優(yōu)化方案讓老雷驚掉了下巴：調(diào)整主控芯片與近端顆粒之間走線的層面，控制過(guò)孔stub越長(zhǎng)越好。


& E! A" r; C; n, t# D“都知道SI同事的套路深，沒想到這么深。眾所周知過(guò)孔stub越短越好，小雷為何這次卻不走尋常路，偏偏要加長(zhǎng)？！”老雷將信將疑，還是耐著性子按照小雷的要求調(diào)整走線層，過(guò)孔stub由調(diào)整前的35mil增加到94mil。不曾想，仿真結(jié)果再次顛覆了老雷的認(rèn)知，近端顆粒的信號(hào)質(zhì)量竟然鬼使神差的好了起來(lái)：
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; O) i, N5 n4 z# l6 }老雷心中疑云密布： “為什么會(huì)這樣？難道以前的經(jīng)驗(yàn)有錯(cuò)？”

小雷仿佛看透了老雷的想法，于是解釋起來(lái)：“其實(shí)，一開始自己也是百思不得其解，后來(lái)從stub的特點(diǎn)切入，才慢慢有了眉目：過(guò)孔stub本質(zhì)是一種能量泄放的通道，越是高頻的能量受到的影響越大，因此，高速串行信號(hào)需要控制過(guò)孔stub盡量短，以避免能量損耗。但是，本項(xiàng)目的特殊之處在于主控芯片的驅(qū)動(dòng)較強(qiáng)，加上一驅(qū)多拓?fù)涞姆瓷涓�容易在近端顆粒處積累，所以近端顆粒的信號(hào)質(zhì)量就成了通道的瓶頸，增加近端顆粒的過(guò)孔stub長(zhǎng)度能夠很好的衰減高頻分量，使主芯片輸出的強(qiáng)度減弱，上升沿變緩，最終達(dá)到減少反射的目的，相應(yīng)的，信號(hào)質(zhì)量也得到了改善。不過(guò)，這也是一家之言，要深入理解這個(gè)現(xiàn)象還有待進(jìn)一步的研究�！�

“這是不是說(shuō)所有DDRX的Flyby信號(hào)拓?fù)涠家�控制近端顆粒過(guò)孔stub盡量長(zhǎng)呢？”老雷繼續(xù)問道。

小雷沉吟半晌：“不是，增加過(guò)孔stub這種非常規(guī)操作需要慎用，這個(gè)項(xiàng)目這么做也是因?yàn)橛蟹抡娴尿?yàn)證。如果主控芯片的驅(qū)動(dòng)本身比較弱，這時(shí)再增加過(guò)孔stub可能就適得其反了。”

老雷秒懂了：“所以，It depends！實(shí)在拿不準(zhǔn)的還是要仿真。”

兩人會(huì)心一笑，順利投板。兩個(gè)月以后，客戶反饋了改板調(diào)試成功的消息，給這個(gè)項(xiàng)目畫上了圓滿的句號(hào)。

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問題來(lái)了
+ O) V% g: q2 l大家接觸過(guò)的DDRX最多拖了幾個(gè)顆粒呢？地址信號(hào)采用什么拓?fù)洌繗g迎分享

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shitou1020

為啥圖片加載不出來(lái)的��？