Jak trasować wyjścia pamięci DDR3 oraz CPU

Coraz bardziej nieuchronnym staje się to, że projektanci płytek muszą tworzyć układy PCB o wysokiej prędkości podczas pracy z mikrokontrolerami. Dzięki mocy procesorów, takich jak rodzina wielordzeniowych procesorów ARM Freescale iMX6, ale przy bardzo niskim „koszcie za MIPS” (Million Instructions per Second - Milion Operacji na Sekundę), coraz bardziej pożądane jest używanie urządzeń, które zapewnią bogate oprogramowanie i wrażenia użytkownika w twoim produkcie.

Ale korzystanie z tych super-mikro dodanych kontrolerów pamięci niesie ze sobą wyzwania związane z szybkimi, gęstymi interfejsami pamięci z wytycznymi dotyczącymi układu DDR3. Gościnnie na naszym blogu, użytkownik Altium, Robert Feranec z Fedevel Academy, pokaże nam bardzo cenne wskazówki na temat trasowania interfejsu pamięci DDR3, w oparciu o jego sprzętowy projekt iMX6 Rex - kompaktowy i potężny zestaw programistyczny przeznaczony do komputerów jednopłytkowych.

Pamięć DDR3 jest wszechobecna. To prawie pewne, że profesjonalni projektanci układów drukowanych zmierzą się w końcu z obwodem, który muszą trasować z jej wykorzystaniem. W tym artykule znajdziesz wskazówki, jak prawidłowo poprowadzić interfejsy pamięci DDR3, nawet w przypadku bardzo gęstych i ciasno upakowanych projektów obwodów.

Zasady projektowania pamięci DDR3 i grupy sygnałów

Wszystko zaczyna się od zalecanych reguł szybkiego projektowania dla trasowania DDR3 w grupach. Podczas rozplanowania pamięci DDR3 interfejs jest dzielony na grupę poleceń, grupę kontrolną, grupę adresów, a także banki danych 0/1/2/3/4/5/6/7, zegary i inne. Zaleca się, aby wszystkie sygnały należące do tej samej grupy były kierowane „w ten sam sposób”, tj. przy użyciu tej samej topologii i przejść między warstwami.

^{Rys. 1: Wszystkie sygnały w grupie DATA 6 są kierowane „w ten sam sposób”, przy użyciu tej samej topologii i przejść między warstwami.}

Jako przykład rozważ sekwencję trasowania pokazaną na rysunku 1. Wszystkie sygnały z grupy DATA 6 przechodzą z warstwy 1 do warstwy 10, następnie do warstwy 11 i w końcu do warstwy 12. Każdy sygnał w grupie wykonuje te same przejścia warstw i ogólnie przyjmuje taką samą odległość trasowania i topologię.

Jedną z zalet takiego kierowania sygnałów jest to, że podczas dostrajania długości (np. opóźnienia lub strojenia fazowego) długość osi Z w przelotkach może być ignorowana. Dzieje się tak, ponieważ wszystkie sygnały kierowane w ten sam sposób będą miały dokładnie te same przejścia i długości przez przelotki. 

Tworzenie grup pamięci DDR3

Altium Designer^® wspiera prosty sposób tworzenia niezbędnych grup sygnałów. Etap ten odbywa się na schemacie projektu. Najpierw wokół każdego zestawu sieci, z których tworzone są grupy, umieszczane jest pomocnicze oznaczenie. Następnie do krawędzi oznaczenia dołącza się dyrektywę dotyczącą klasy sieci obwodu drukowanego, aby nadać grupie klasę sieci, co pozwala zastosować klasę siatki dla grupy. Przykład tego pokazano na rys. 2.

^{Rys 2: Oznaczenia pomocnicze i dyrektywy PCB służą do tworzenia grup klas sieciowych dla trasowania DDR3.}

Przypisywanie kolorów do grupy pamięci DDR3

Po zaimportowaniu nowych klas sieci na naszą płytkę drukowaną (za pośrednictwem polecenia zmiany inżynierskiej (ECO) w sekcji Projekt » Aktualizuj dokument PCB...), bardzo przydatne jest przypisanie różnych kolorów do każdej grupy, co ułatwia śledzenie tras. Przejdź do panelu płytki drukowanej, kliknij prawym przyciskiem myszy grupę (klasę siatki), do której chcesz przypisać kolor, i wybierz Zmień kolor siatki (Change Net Color) z menu podręcznego, jak pokazano to na rysunku 3.