摘要:DDR的全称是(Double Data Rate SDRAM)双倍速率的SDRAM,就是我们常说的内存颗粒,也就是内存芯片。
DDR的全称是(Double Data Rate SDRAM)双倍速率的SDRAM,就是我们常说的内存颗粒,也就是内存芯片。
随着技术的发展,DDR经历了多轮技术迭代,发展出了DDR2、DDR3、DDR4、DDR5,从DDR到DDR5主要的区别是在于传输速率的不同,随着时钟周期的不断降低,传输速率也不断提高。
• DDR1:第一代DDR技术,数据速率为200MT/s~400MT/s。
• DDR2:引入了更短的信号周期、更低的工作电压(1.8V)以及更高的数据速率(400MT/s~800MT/s)。
• DDR3:进一步降低了工作电压(1.5V),并提升了数据速率(800MT/s~2133MT/s)。
• DDR4:继续降低工作电压(1.2V),同时增加了最大容量和支持的速度范围(1600MT/s~3200MT/s以上)。
• DDR5:最新的标准,提供了更高的带宽、更低的功耗和更大的内存密度。
信号引脚DDR内存模块上的引脚负责与系统控制器之间的通信。根据具体版本的不同,DDR接口包含多种类型的信号引脚,主要包括以下几类:
• 地址线(Address Lines, A0-Ax):用于指定要访问的存储单元位置。
• 控制线(Control Signals):控制内存的各种操作。
• 片选信号(Chip Select, CS#):激活或禁用特定的DDR芯片。
• 行地址选通(Row Address Strobe, RAS#):指示行地址的有效性。
• 列地址选通(Column Address Strobe, CAS#):指示列地址的有效性。
• 写使能(Write Enable, WE#):区分读取和写入操作。
• 时钟信号(Clock, CLK和CLK#):提供同步参考,其中CLK#为CLK的反相版本,用于差分时钟输入以提高时序精度。
• 数据线(Data Strobes, DQS和DQS#):标记数据传输的时间点,DQS用于上升沿采样,而DQS#则用于下降沿采样。
• 数据总线(Data Bus, DQ0-DQn):实际的数据传输路径。
• 多级缓冲区:DDR采用内部缓冲机制来优化读写操作之间的转换时间,减少延迟。
• 命令解码与控制逻辑:专门设计的电路负责解析来自控制器的指令并执行相应的动作,例如打开/关闭行、列寻址等。
• 自刷新功能:为了保持存储单元中的信息不丢失,DDR具备自动刷新的能力,即使在系统处于低功耗状态时也能维持数据完整性。
• 温度补偿自刷新:根据环境温度调整刷新频率,确保在高温环境下仍能可靠地保存数据。
• 片选信号(CS#):用于选择特定的DDR芯片进行操作,允许多个DDR模块共用同一套总线。
• 供电电压:不同代际的DDR有不同的工作电压要求,例如DDR3为1.5V,DDR4降到了1.2V,DDR5进一步降低到1.1V,以此来减少功耗并提升稳定性。
DDR拓扑结构可以元器件布局,以下原则需要遵守:
原则一:考虑拓补结构,仔细查看CPU地址线的位置,使得地址线有利于相应的拓补结构。
原则二:地址线、控制线上的匹配电阻靠近CPU(发送端)。
原则三:数据线上的匹配电阻靠近DDR;数据可以通过调节ODT来实现,所以一般建议不用加电阻。
原则四:将DDR芯片摆放并旋转,使得DDR数据线尽量短,也就是,DDR芯片的数据引脚靠近CPU。
原则五:对于源端匹配电阻靠近CPU(驱动)放,而对于并联端接则靠近负载端。
原则六:如果有VTT端接电阻,将其摆放在地址线可以走到的最远的位置。一般来说,DDR2不需要VTT端接电阻,只有少数CPU需要;DDR3都需要VTT端接电阻。
原则七:DDR芯片的去耦电容放在靠近DDR芯片相应的引脚。
来源:裴裴科技智慧