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使用SystemSI进行DDR3信号仿真和时序分析实例

SystemSI是Cadence Allegro的一款系统级信号完整性仿真工具，它集成了 Sigrity强大的 电路板、封装等互连模型及电源分布网络模型的提取功能。目前SystemSI提供并行总线分析 和串行通道分析两大主要功能模块，本章介绍其中的并行总线分析模块，本书第5章介绍串 行通道分析模块。

SystemSI并行总线分析(Parallel Bus Analysis)模块支持IBIS和HSPICE晶体管模型， 支持传输线模型、S参数模型和通用SPICE模型，支持非理想电源地的仿真分析。它拥有强 大的眼图、信号质量、信号延时测量功能和详尽的时序分析能力，并配以完整的测量分析报 告供阅读和存档。下面我们结合一个具体的DDR3仿真实例，介绍SystemSI的仿真和时序分 析方法。本实例中的关键器件包括CPU、4个DDR3 SDRAM芯片和电源模块， 是否可以在运行操作系统时执行DDR3一致性测试？辽宁DDR3测试销售

 闭赋模型窗口，在菜单中选择 Analyze-*Preferences..,在 InterconnectModels 项 目栏中设置与提取耦合线模型相关的参数，如图1・125所示。改变Min Coupled Length的值为 lOOmil,也就是说当耦合线长度超过lOOmil时，按耦合模型提取，少于lOOmil时，按单线模 型提取。

 单击Via modeling setup按钮，在过孔模型设置界面将Target Frequency设置成533 MHz (因为要仿真的时钟频率是533MHz)。

 单击OK按钮，关闭参数设置窗口。在菜单中选择Analyze-*Probe..,在弹出的窗 口中单击Net Browser..菜单，选择DDR1_CK这个网络(或者可以直接在Allegro界面中选取 网络)。可以看到因为已经设置好差分线和差分模型，所以会自动带出差分线DDRl_NCKo 辽宁DDR3测试销售DDR3一致性测试期间可能发生的常见错误有哪些？

LPDDR2 (低功耗 DDR2) : LPDDR2 釆用 HSUL_12 接口，I/O 口工作电压为 1.2V；时 钟信号频率为166〜533MHz；数据和命令地址(CA)信号速率333〜1066Mbps,并分别通过 差分选通信号和时钟信号的双沿釆样；控制信号速率为166〜533Mbps,通过时钟信号上升沿 采样；一般用于板载(Memory・down)设计，信号通常为点对点或树形拓扑，没有ODT功能。

LPDDR3 0氐功耗DDR3) : LPDDR3同样釆用HSUL_12接口，I/O 口工作电压为1.2V； 时钟信号频率为667〜1066MHz；数据和命令地址(CA)信号速率为1333〜2133Mbps,分别 通过差分选通信号和时钟信号的双沿釆样；控制信号速率为667〜1066Mbps,通过时钟上升 沿釆样；一般用于板载设计，数据信号一般为点对点拓扑，命令地址和控制信号一般也釆用 Fly-by走线，有些情况下可以使用树形走线；数据和选通信号支持ODT功能；也支持使用 Write Leveling功能调整时钟和选通信号间的延时偏移。

有其特殊含义的，也是DDR体系结构的具体体现。而遗憾的是，在笔者接触过的很多高速电路设计人员中，很多人还不能够说清楚这两个图的含义。在数据写入(Write)时序图中，所有信号都是DDR控制器输出的，而DQS和DQ信号相差90°相位，因此DDR芯片才能够在DQS信号的控制下，对DQ和DM信号进行双沿采样:而在数据读出(Read)时序图中，所有信号是DDR芯片输出的，并且DQ和DQS信号是同步的，都是和时钟沿对齐的!这时候为了要实现对DQ信号的双沿采样，DDR控制器就需要自己去调整DQS和DQ信号之间的相位延时!!!这也就是DDR系统中比较难以实现的地方。DDR规范这样做的原因很简单，是要把逻辑设计的复杂性留在控制器一端，从而使得外设(DDR存储心片)的设计变得简单而廉价。因此，对于DDR系统设计而言，信号完整性仿真和分析的大部分工作，实质上就是要保证这两个时序图的正确性。如何监控DDR3内存模块的温度进行一致性测试？

DDR 规范的时序要求

在明确了规范中的 DC 和 AC 特性要求之后，下一步，我们还应该了解规范中对于信号的时序要求。这是我们所设计的 DDR 系统能够正常工作的基本条件。

在规范文件中，有很多时序图，笔者大致计算了一下，有 40 个左右。作为高速电路设计的工程师，我们不可能也没有时间去做全部的仿真波形来和规范的要求一一对比验证，那么哪些时序图才是我们关注的重点？事实上，在所有的这些时序图中，作为 SI 工程师，我们需要关注的只有两个，那就是规范文件的第 69 页，关于数据读出和写入两个基本的时序图（注意，这里的读出和写入是从 DDR 控制器，也即 FPGA 的角度来讲的）。为方便读者阅读，笔者把这两个时序图拼在了一起，而其他的时序图的实现都是以这两个图为基础的。在板级系统设计中，只要满足了这两个时序图的质量，其他的时序关系要求都是对这两个时序图逻辑功能的扩展，应该是 DDR 控制器的逻辑设计人员所需要考虑的事情。 为什么要进行DDR3一致性测试？辽宁DDR3测试销售

DDR3一致性测试是否适用于笔记本电脑上的内存模块？辽宁DDR3测试销售

DDR3拓扑结构规划：Fly・by拓扑还是T拓扑

DDR1/2控制命令等信号，均采用T拓扑结构。到了 DDR3,由于信号速率提升，当负 载较多如多于4个负载时，T拓扑信号质量较差，因此DDR3的控制命令和时钟信号均釆用 F拓扑。下面是在某项目中通过前仿真比较2片负载和4片负载时，T拓扑和Fly-by拓 扑对信号质量的影响，仿真驱动芯片为Altera芯片，IBIS文件 为颗粒为Micron颗粒，IBIS模型文件为。

分别标示了两种拓扑下的仿真波形和眼图，可以看到2片负载 时，Fly-by拓扑对DDR3控制和命令信号的改善作用不是特别明显，因此在2片负载时很多 设计人员还是习惯使用T拓扑结构。 辽宁DDR3测试销售