4PCB设计
4.1设计规则约束
(1)等长约束
采用分组等长方式,分组如下:
数据线与DQS、DM信号组:64位数据线按8位一组,每组分别对应其各自的DQS和DM信号;由于数据时序余量最小,组内严格控制延时,以对应的DQS为基准,等长精度在±10mil。
地址线、控制线、时钟线组:需等长控制,地址线与控制线各分支的误差±20mil,它们与时钟线误差在±100mil,差分时钟线之间±5rail。
(2)间距约束
DDR3同组线间的间距保持在2倍线宽;不同组类线的间距保持在3倍线宽;DDR3线与其他jBDDR3线之间的间距应大于50mil,用于串扰控制。
(3)线宽约束
根据传输线阻抗要求和印制板叠层结构计算走线线宽,设置走线线宽规则,保证阻抗的一致性。
4.2 布线技巧
同组内总线尽量同层走线,时钟线与地层相邻;尽量少用过孔,如用需组内过孔数相同,保证其一致性;相邻信号走线需交叉,避免长距离的重叠走线,如相邻层间距足够大,可适当降低要求;
走线避免采用直角应用45。斜线或圆弧角走线;尽量采用3W原则走线;
与电源层相邻的信号层中的高速走线应避免跨电源\地平面;
电源层比地层内缩20H(H:电源层与地层的介质厚度);不允许有孤立铜的存在。
5 PCB板后仿验证
DDR3的PCB设计结束后进行后仿分析,用以对前面的仿真分析进行验证。PCB板后仿主要是对DDR3信号质量和时序关系进行分析。
5.1 DDR3的差分时钟验证
DDR3差分时钟在PCB布线后对其后仿真分析,抽取一对实际时钟走线对所走链路进行分析其波形如下图7:其单调性和上下过冲都满足要求。
图7:差分时钟PCB走线波形图8数据总线写时序
5.2 DDR3的时序验证
对于布线后的时序验证也是十分重要的环节。在确定好同步信号组及对应的选通信号后利用Cadence软件的BUS setup功能进行综合分析,位数据总线及相应的DQS信号,设定时钟频率666MHz,设定相应ibis模型,加入随机码流,最终进行分析后可通过测量得到时序参数可计算时序裕量,验证PCB布线是否满足相关的时序关系。分析结果见图8。
图8数据总线写时序
从上图8可测量出数据总线的建立时间和保持时间,根据DDR3数据相应时序进行静态时序计算,再综合考虑其余因素对时序的影响来估算包括其PCB走线长度引起的偏移等,满足其DDR3接收端的建立时间和保持时间的时序正确性,其它时序关系类似可通过此验证。
6 结束语
通过上述Power PC模块的DDR3内存设计分析,了解高速信号反射、串扰、时序等因素对其设计的影响,其仿真分析成为增强计算机系统设计可靠性和稳定性的必要手段,为设计高速数字电路保驾护航。