DDR2 DDR3 PCB LAYOUT规则

老吴

DDR2 DDR3 PCB LAYOUT规则

有网友表示，DDR数据线用DQS来锁存，因此要保持等长。地址、控制线用时钟来锁存，因此需要和时钟保持一定的等长关系，一般等长就没有什么问题。阻抗方面，一般来说DDR需要60欧姆，DDR2需要50欧姆，走线不要打过孔，避免阻抗不连续。串扰方面，只要拉开线距，一层信号一层地，就不会出问题。也有网友表示他们模拟DDR2的结果：时钟对线长误差小于0.5mm；最大长度小于57mm；时钟线与相对地址线的长度差小于10mm。
    我觉得，无论是PCB上使用芯片还是采用DIMM条，DDR和DDRx(包括DDR2，DDR4等)相对与传统的同步SDRAM的读写，主要困难有三点：第一，时序。由于DDR采用双沿触发，和一般的时钟单沿触发的同步电路，在时序计算上有很大不同。DDR之所以双沿触发，其实是在芯片内部做了时钟的倍频，对外看起来，数据地址速率和时钟一样。为了保证能够被判决一组信号较小的相差skew，DDR对数据DQ信号使用分组同步触发DQS信号，所以DDR上要求时序同步的是DQ和DQS之间，而不是一般数据和时钟之间。另外，一般信号在测试最大和最小飞行时间Tflight时，使用的是信号沿通过测试电平Vmeas与低判决门限Vinl和和高门限Vinh之间来计算，为保证足够的setup time和hold time，控制飞行时间，对信号本身沿速度不作考虑。而DDR由于电平低，只取一个中间电平Vref做测试电平，在计算setup time和hold time时，还要考量信号变化沿速率slew rate，在计算setup time和hold time时要加上额外的slew rate的补偿。这个补偿值，在DDR专门的规范或者芯片资料中都有介绍。第二，匹配。DRR采用SSTL电平，这个特殊buffer要求外接电路提供上拉，值为30～50ohm，电平VTT为高电平一半。这个上拉会提供buffer工作的直流电流，所以电流很大。此外，为了抑制反射，还需要传输线阻抗匹配，串连电阻匹配。这样的结果就是，在DDR的数据信号上，两端各有10～22ohm的串连电阻，靠近DDR端一个上拉；地址信号上，发射端一个串连电阻，靠近DDR端一个上拉。第三，电源完整性。DDR由于电平摆幅小(如SSTL2为2.5V，SSTL1为1.8V)，对参考电压稳定度要求很高，特别是Vref和VTT，提供DDR时钟的芯片内部也常常使用模拟锁相环，对参考电源要求很高；由于VTT提供大电流，要求电源阻抗足够低，电源引线电感足够小；此外，DDR同步工作的信号多，速度快，同步开关噪声比较严重，合理的电源分配和良好的去耦电路十分必要。
   
1.CLK等长长度为X，最长的和最短的相差不超过25mils


2.DQS长度为Y，和CLK比对，Y要在[X-1500,X 1500mils]这个区间


3.DM、DATA长度为Z，和各组的DQS比对，Z要在[Y-25,Y 25mils]区间里面


4.A/C信号（control & command信号）长度为K，和CLK比对，K要在[X-1500,X 2000mils]范围内


5.阻抗控制：DQ DQS DM CONTROL COMMAND CLK阻抗为55ohm -15%

1.走线分组
    ARM系统中内存一般为32位或者16位，通常使用一片或者两片内存芯片组成。可以将数据线分成一组，两组或者4组。
一组的分法即：DATA0-31,DQS0-3,DQM0-3作为一组;
两组的分法：DATA0-15,DQS0-1,DQM0-1为一组，DATA16-31,DQS2-3,DQM2-3为一组;
四组的分法：DATA0-7,DQS0,DQM0为一组，DATA8-15,DQS1,DQM1为一组，DATA16-23,DQS2,DQM2为一组，DATA23-32,DQS3,DQM3为一组。
具体分几组，可以根据芯片数量和走线密度来确定。布线的时候，同一组的信号线必需要走在同一层。
剩下是时钟信号，地址信号和其它的控制信号，这些信号线为一组。这组信号线尽量在同一层布线
2.等长匹配
a. DDR的DATA0-31,DQS0-3,DQM0-3全部等长匹配，不管分为一组还是两组或四组。误差控制在25mil。可以比地址线长，但不要短。
b. 时钟信号，地址信号和其它的控制信号全部等长匹配，误差控制在50mil。另外如果是DDR时钟，要按照差分线要求来走线，两条时钟线的长度要控制在2.5mil的误差内，并且尽量减小非耦合的长度。时钟线可以比地址和其它信号线长20-50mil。
3.间距
    间距的控制要考虑阻抗要求和走线的密度。通常采用的间距原则是1W或者3W。如果有足够的空间来走线，可以将数据线按3W的间距来走，可以减小很多串扰。如果实在不行至少要保证1W的间距。除此之外，数据线与其它信号线的间距至少要有3W的间距，如果能更大则更好。时钟与其它的信号线的间距至少也要保持3W，并尽可能的大。绕线的间距也可以采用1W和3W原则，应优先用3W原则。

相邻2层尽量参考Gnd.

yfchen1003

好资料

jiangxianjun

学习了！

alps

lozgwn

高呀，但看不懂。

yihong

  

267101126

复制了。有空认真看看

漂泊

学习了

拜访春天

  

chen288018