原创 关于DDR4的绕等长,您想知道的这本书上都有

2022-9-19 15:09 1989 14 7 分类: PCB

作者:一博科技高速先生成员  肖勇超

对于DDR4的设计,相信攻城狮们经历过万千项目的历练,肯定是很得心应手,应该已经有自己的独门技巧了。比如选择合适的拓扑结构,信号同组同层,容性负载补偿,加上拉电阻等等。但是对于时序方面的控制,理论上只有一个办法——绕等长,速率越高的DDR4,等长控制越严格,从±100mil,到±50mil,甚至±5mil……

一个平平无奇的日子,网红芬带着新合作的客户项目经理李工来找我,客户对我们做某FPGA DDR4设计要求有疑问,说我给的等长规则不对,为啥要按时间设置等长,以及他看到规则管理器的长度差很大,其中时钟和地址信号长度明显超过了手册spec要求,以前用P软件设计从来没有出现这样的问题。紧接着李工急促说道:“我们设计的DDR4项目本来就运行不到2400Mbps,找你们debug优化设计,就是信任你们的品牌,你们这样做设计让我感觉很不专业,我们项目很重要……”


某FPGA等长要求

对于李工个中艰辛自不必多说,我们相当明白他的痛点。我问道:“李工你们对于DDR4换层过孔的补偿在P软件是如何考量的?pin delay是怎样设置的?表层布线和内层布线长度一样,就是时序一样了吗?”李工当场就愣住了!
 
高速先生以前说过,等长从来都不是目的,DDRx系统要求的是等时,除了差分对内的等时是为了相位之外,绝大多数的等时都是为了时序!现在流行重要的事情说三遍:等时,等时,等时!那如何保证我们的DDR4 PCB设计是等时的呢?大致可以按照下面的操作步骤来。

做等长第一步是要设置准确的层叠参数,介质厚度和Dk。在设计过程中我们需要将设计层叠发送给板厂做加工层叠确认和备料。加工备料层叠如下图所示: 

根据备料层叠按照材料手册来设置相关的介质厚度和Dk/Df参数: 
点击Setup菜单栏下方-Materials,即可以打开allegro自带的材料参数表,由于我们使用M6-G材料需要自定义增加相关材料参数,选中表格点击右键即可增加自定义的材料参数。
自定义一个自己使用习惯的名字,既可设置不同频率下的Dk/Df,也可设置不同温度下的Dk/Df,相关数据设置如下所示:
设置好材料参数之后,就可以打开层叠将相关参数设置好,这样我们对于层叠部分的设置就基本完成了,如下所示:
接着就可以导入Pin delay和设置等长规则了,我们的网红芬就是按照上述操作设置的相关规则。对于相关操作大家感兴趣的也可以参考我们和cadence联合最新出版的红宝书《Cadence印制电路板设计--Allegro PCB Editor设计指南》(第3版)。对,就是下图这本。
 对于已经拥有第一/二版本红宝书的小伙伴们可以查阅之前的书籍设置或者查看高速先生刘大侠之前写的cadence等长规则设置,设置规则反正就是左键不行用右键,调皮偷懒就来Skill啦!

说了这么多我们是不是该结束了?不要太年轻,我们还要开Z轴延时,一般人我还不轻易告诉他。
 
记得打开勾选上它。

按照上面的操作来做等长是不是可以更准一点,给DDR4系统留取更多的裕量呢?由于李工的项目最根本原因不是等长,而是由于他使用了多颗粒双die DDR4表底贴设计,阻抗和拓扑结构优化不到位导致(这种设计在我司的定位难度级别最高),为了让他安心,我们直接仿真对比了他原始设计版本和经过网红芬优化设计后版本的近端颗粒的眼图,如下所示:
 
 
看到仿真验证数据,李工终于面露笑容,后续正常加工制造了,两个月后我问李工测试如何,他说一切正常。
至此我们的等长设置正式完毕。


作者: 一博科技, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3860940.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

文章评论4条评论)

登录后参与讨论

乖乖兔爸爸 2022-9-23 14:14

幸好是机器布线,我们只看布线报告,制定布线规则,然后让机器重新再布线,直到满意为止。

southcreek 2022-9-20 14:05

确实,电路要求是时序关系,而不是长度关系。等长是建立在相同的物理条件下的。

yzw92 2022-9-20 06:43

谢谢分享!!!

curton 2022-9-19 18:22

学习了
相关推荐阅读
一博科技 2024-05-20 18:05
好吧,高速先生承认这个PCB设计方法的确有点意思,但是不多!
玻纤效应,作为一种神秘和隐晦的存在,一直都是做高速信号设计的工程师们无法放心的一环。作为一种虽然不一定会发生,但是一发生起来又很影响信号质量的存在,设计工程师和板厂可谓想尽了一切办法去尽量规避。由于C...
一博科技 2024-03-04 16:06
端接电阻没选对,DDR颗粒白费?
高速先生成员--姜杰端接可以解决很多反射问题,如果还有问题,有没有一种可能是端接电阻阻值没选对?对于点到点的拓扑,末端并联电阻的阻值比较容易选择,端接电阻阻值R与传输线特征阻抗一样即可。VTT为1V时...
一博科技 2024-02-27 15:49
深入分析时钟信号走在PCB的表层到底有什么风险?
高速先生成员--黄刚首先不要质疑前辈们的话,时钟信号的确最好不要放在表层,哪怕是你认为很低频的时钟,像25MHz、100MHz、156.25MHz这些时钟。做多了高速串行信号设计的工程师们可能只会觉得...
一博科技 2024-02-19 15:30
热辣滚烫--如何让PCB上的固定螺丝孔沉下去
高速先生成员--王辉东龙腾盛世,岁月如歌。祝大家开工大吉,热辣滚烫,红红火火,新的征程已然拉开帷幕。林如烟和赵理工常听大师兄说,最近几年随着国内芯片行业的快速崛起,ATE工装治具和测试板的需求持续增大...
一博科技 2024-02-01 15:05
没有10年工作经验,我猜你都不会用电磁场来分析高速问题吧?
临放假了,就不发一些很难理解的理论文章了,让大家看得轻松点。说点什么内容来开场呢?随着高速信号的速率越来越高,设计难度越来越大,对layout工程师,硬件工程师和我们SI工程师的分析定位问题的能力提出...
一博科技 2024-01-24 15:47
电源设计如果只看电压跌落,不看电流密度会怎么样?
大家知道,电源直流设计的理论其实非常的简单,归根到底就是欧姆定律,电源芯片给负载供给电流,电流经过传输路径有一定的压降,最终到达负载端的电压值就是我们接收芯片关注的结果。在PCB设计中,从电源芯片出发...
我要评论
4
14
关闭 站长推荐上一条 /2 下一条