T型拓撲 vs Fly-by
由于T型拓撲在地址、命令和時鐘都是同時到達每個DDR芯片,所以同步的切換噪聲會疊加在一起,DDR越多這個信號上疊加的噪聲越大,T型拓撲的優點是地址、命令和時鐘都是同時到達,所以不需要做寫均衡Write leveling。
為了避免切換噪聲疊加的問題,引入了Fly-by拓撲,解決問題的方式就是讓地址、命令和時鐘不同時到達每個DDR芯片,然后通過寫均衡Write leveling來解決時序問題。
???????????????????????????????????????????????????????????圖:T型拓撲 vs Fly-by
一? Fly-by的仿真
1.1 長線遠端匹配的Fly-by
長線遠端匹配的仿真原理圖如下圖所示,信號源上升下降時間0.5ns,脈寬10ns,周期20ns,高電平1v,三段傳輸線延時都是1ns。
?????????????????????????????????????????????????????圖:長線遠端匹配的原理圖
從仿真的結果看,信號邊沿無臺階,只是從vmatch到V3的測量信號按1ns的時間間隔延時,有個明顯的缺點是信號的幅度由于匹配電阻的分壓變小,分壓是10R內阻與50R分壓,Vout = 50R / 60R? *1v? = 0.83v。
????????????????????????????????????????????????????????????圖:長線遠端匹配的輸出情況
1.2 長線源端匹配的Fly-by
長線源端匹配的仿真原理圖如下圖所示,信號源上升下降時間0.5ns,脈寬10ns,周期20ns,高電平1v,三段傳輸線延時還是1ns。
??????????????????????????????????????????????????????????圖:長線源端匹配的原理圖
從仿真的結果看,信號邊沿有臺階,臺階時間為vmatch:5.5ns ,v1 :4.5ns , v2 :1.5ns ,
v3 :0ns。臺階幅度為50R / 100R *1v = 0.5v ,信號幅度無衰減。
?????????????????????????????????????????????????????????圖:長線源端匹配的輸出情況
1.3 短線源端匹配的Fly-by
長線源端匹配的仿真原理圖如下圖所示,信號源上升下降時間0.5ns,脈寬10ns,周期20ns,高電平1v,三段傳輸線延時分別為0.3ns ,0.3ns,0.1ns。
?????????????????????????????????????????????????????????圖:短線源端匹配的原理圖
? ? ? ? 根據上面的分析可能覺得因為源端匹配的臺階問題不能使用了,其實不是這樣的,在短線的情況下,臺階是可以淹沒在上升沿的,從下面的仿真結果看,v2,v3是沒有臺階問題的,vmatch ,v1的時延為1.4ns和0.8ns,大于上升沿的0.5ns,所以存在臺階問題;v2的時延為0.2ns,小于上升時間0.5ns,也就是保證第一個DDR后面的傳輸線反射延遲小于信號的上升沿Tr,就可以保證信號完整性。
??????????????????????????????????????????????????????????? 圖:短線源端匹配的輸出情況
一? 菊花鏈daisy chain的仿真
1.1 長線遠端匹配的daisy chain
? ? ? ? Fly-by只是daisy chain的stub為0的特殊情況,長線遠端匹配daisy chain的仿真原理圖如下圖所示,信號源上升下降時間0.5ns,脈寬10ns,周期20ns,高電平1v,三段stub的傳輸時延設置為td,td的參數從0.05ns到0.2ns,步長0.05ns。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖:長線遠端匹配的原理圖
從下面仿真結果來看;
1>v1,v2,v3之間的幅值上的反射噪聲基本沒有差異,并且stub的時延越大,反射噪聲的波動越大,所以Fly-by的stub為零,反射噪聲也近似沒有了。
2> 遠端匹配時信號幅度衰減。
?????????????????????????????????????????????????????????圖:長線遠端匹配的vmatch輸出
?????????????????????????????????????????????????????????圖:長線遠端匹配的v1輸出
??????????????????????????????????????????????????????????圖:長線遠端匹配的v2輸出
????????????????????????????????????????????????????????圖:長線遠端匹配的v3輸出
?????????????????????????????????????????????圖:0.1ns樁線時,長線遠端匹配的不同位置輸出
1.1 長線源端匹配的daisy chain
長線源端匹配daisy chain的仿真原理圖如下圖所示,信號源上升下降時間0.5ns,脈寬10ns,周期20ns,高電平1v,三段stub的傳輸時延設置為td,td的參數從0.05ns到0.2ns,步長0.05ns。
??????????????????????????????????????????????????????????????圖:長線源端匹配的原理圖
從仿真的結果來看;
1>td的時間越長,反射噪聲的幅度越大。
2>越遠離源端的負載上的反射噪聲幅度越大,所以daisy chain拓撲的ddr上源端匹配時,特別關注最遠的ddr的反射噪聲問題。
?????????????????????????????????????????????????????圖:長線源端匹配的vmatch輸出
???????????????????????????????????????????????????????圖:長線源端匹配的v1輸出
???????????????????????????????????????????????????????圖:長線源端匹配的v2輸出
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖:長線源端匹配的v3輸出
???????????????????????????????????????????圖:0.1ns樁線時,長線源端匹配的不同位置輸出