原创 几种DRAM的最小频率限制

tCK的定义

SDRAM

Micron SDRAM(128Mb x32)的 tCK 约束

mobile SDRAM

Micron mobile SDRAM(256Mb x32)的 tCK 约束

DDR

Micron DDR(256Mb)的 tCK 约束

mobile DDR

Micron mobile DDR(512Mb)的 tCK 约束

DDR2

Micron DDR2(512Mb)的 tCK 约束

DDR3

Micron DDR3-800(1Gb)的 tCK 约束

对比

从上述三者可以看到,DDR、DDR2 和 DDR3 的 tCK 都有最大值的限制。

DDR 的 tCK 的最大值为 13ns,换算成频率为 1/(13ns)=76.9MHz,也就是说 DDR 的 CK的最小频率为 76.9MHz。

DDR2 的 tCK 的最大值为 8ns,换算成频率为 1/(8ns)=125MHz,也就是说 DDR2 的 CK的最小频率为 125MHz。

DDR3 的 tCK 的最大值为 3.3ns,换算成频率为 1/(3.3ns)=303MHz,也就是说 DDR3 的CK 的最小频率为 303MHz。

而 SDRAM、mobile SDRAM 和 mobile DDR 的 tCK 则没有最大值的限制,所以 CK 也就没有最小频率的限制。Mobile DDR2 还在样片中,没有 datasheet,所以还不清楚。

分析

DDR、DDR2 和 DDR3 之所以有最小频率的限制,主要是其上有 DLL。下图是 DDR2上的DLL。DLL主要是用来使DQ和DQS与CK对齐的,以适应更高频率的CK要求。DLL只工作在一定的频率范围内。对于 DDR2 来说,DLL 工作的最小频率为 125MHz。JEDEC规范中也是规定 DDR2 的 DLL 最少能工作在 125MHz。但对于更小的频率的支持就没有规定了。DLL 是可以关闭的。理论上关闭 DLL 后可以使芯片工作于更低的频率,但是 Micron并不保证芯片在低于规定的最小频率下的正常工作。

对于 DDR3 的芯片,一般有 DLL 关闭的 tCK 参数说明,如下图的 Micron 的 DDR3 的相关说明。在这种情况下,DDR3 工作于 DLL 关闭的情况是可以保证稳定性的。

SDRAM、mobile SDRAM是没有集成DLL的,而mobile DDR为了节省功耗,也没有集成 DLL,所以三者就没有最小频率限制。

结论

DDR、DDR2 和 DDR3(-800)有最小频率限制,分别是 76.9MHz,125MHz 和 303MHz。这主要是因为其上集成了 DLL。在芯片正常工作情况下,DLL 都是打开的。理论上关闭 DLL可以使芯片工作于更低的频率,但芯片厂商并不保证在 DLL 关闭的情况下可以正常工作。

SDRAM、mobile SDRAM 和 mobile DDR 由于没有集成有 DLL,所以没有最小频率限制。