Руководства по трассировке DDR3 и топологии трассировки

Без использования оперативной памяти вашему компьютеру пришлось бы постоянно считывать и записывать данные в неизменяемую память, такую как жесткие диски или Flash. Неизменяемая память - один из элементов, делающих современные компьютеры такими мощными и обеспечивающих им необходимую адаптивность для выполнения сложных задач. Хотя DDR3 сейчас устарела, память на основе DDR остается актуальной и будет продолжать играть ключевую роль в архитектуре современных компьютеров. Имея подходящие инструменты для проектирования, вы можете разрабатывать устройства с использованием самого нового поколения памяти на основе DDR и даже более продвинутых. Посмотрите, что Altium Designer может сделать для вас.

ALTIUM DESIGNER^®

Стандарт отрасли в области проектирования высокопроизводительных печатных плат и архитектуры памяти.

Двойная скорость передачи данных третьего поколения (DDR3) - это тип динамической оперативной памяти (DRAM), который пришел на смену предыдущим поколениям DDR. Эти памяти имеют тактовую частоту до 1066 МГц и поддерживают до 24 ГБ памяти. Высокая тактовая частота и большой объем хранилища обеспечили DDR3 статус основного элемента в современных вычислительных системах, но в конечном итоге она была улучшена до DDR4. Каждое новое поколение продолжает повышать пределы скорости передачи данных и тактовых частот в высокоскоростных печатных платах, и вряд ли память на основе DDR будет скоро заменена новой архитектурой.

Исходя из этого, разработчики памяти должны быть в курсе различных правил проектирования печатных плат для памяти на основе DDR и то, как эти правила достигают своих пределов с DDR4. Конструкторам также следует оставаться в курсе различных топологий трассировки для печатных плат, поскольку внедрение новых топологий улучшило функциональность памяти на основе DDR, включая DDR3.

Работа с отличным пакетом проектирования печатных плат, таким как Altium Designer, позволяет инженерам-конструкторам реализовывать лучшую топологию трассировки для повышения производительности DDR3, DDR4 и будущих поколений памяти. Altium Designer включает в себя инструменты проектирования, интерактивной трассировки, анализа системы питания и моделирования, необходимые для обеспечения пиковой производительности ваших проектов на основе DDR.

Руководящие принципы проектирования трассировки и топология для DDR3

DDR3 использует топологию fly-by для дифференциальных сигналов часов, адреса, команд и управления. Изначально DDR3 использовал T-топологию для соединения банков памяти с контроллером, но более производительные памяти DDR3 используют топологию fly-by для улучшения совместимости с высококапацитивными нагрузками и архитектурами ИС.

Реализация правильной архитектуры для DDR3 или DDR4, а также размещение межсоединений с корпусами микросхем DDR SDRAM, требует адаптивных инструментов трассировки, которые не ограничивают вашу топологию. Сигнальные дорожки трассируются как дифференциальные пары и должны быть точно согласованы в пределах строгих допусков по сравнению с другими стандартами компьютерных периферийных устройств, такими как PCIe.

Целостность сигнала при трассировке DDR3 и DDR4

Многие стандартные правила проектирования для обеспечения целостности сигнала в других устройствах также применимы к DDR3 и более новым версиям. Более производительные памяти используют топологию fly-by, которая предъявляет специфические требования. Трассы должны быть согласованы по длине с очень строгими допусками, дифференциальные пары должны быть плотно связаны на одном слое, а длины ответвлений к каждому устройству памяти должны быть как можно короче, чтобы предотвратить эффекты передачи по линии и резонанс в ответвлении. Все сигналы в пределах одной группы линий должны быть проложены на одном слое, так как это предотвращает различия в задержках распространения и сдвиг.

Для проверки эффективности вашей трассировки и компоновки по всей плате вам понадобятся инструменты моделирования, которые напрямую интегрируют данные вашего проекта. Работа в инструменте целостности сигнала, который рассчитывает формы отраженных волн и перекрестные помехи, гарантирует, что ваши проекты соответствуют важным стандартам производительности для DDR3 и более новых памятей.

• Не все топологии интуитивно понятны, но инструменты трассировки в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат должны облегчить реализацию необходимой вам топологии трассировки DDR3. Узнайте больше о реализации топологий DDR3 в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат.
• Трассировка памятей DDR3 и процессоров не должна быть сложной, если вы работаете с подходящим программным обеспечением для проектирования. Узнайте, как трассировать памяти DDR3 и фанаут вашего процессора в Altium Designer.
• Хотя DDR3 устарела, DDR4 жива и здравствует, и многие из тех же идей применимы к памяти DDR4. Узнайте больше о трассировке DDR4 для устройств памяти.

Конфигурация дизайна раскладки для устройств памяти

От DDR3 к DDR4 и далее: Чего ожидать

С устареванием памяти DDR3 и её заменой на DDR4, а в конечном итоге на DDR5, дизайнеры могут ожидать только усложнения требований к трассировке и топологии. Скорости сигналов будут увеличиваться, а топология трассировки для устройств памяти на чипах будет накладывать новые ограничения на раскладку. Имея это в виду, вам нужно программное обеспечение для дизайна, которое адаптируется к любой топологии трассировки, при этом помогая вам удовлетворять важным ограничениям дизайна.

Целостность сигнала как часть дизайна

С любой новой высокоскоростной или высокочастотной раскладкой, отличный инструмент симуляции может помочь вам диагностировать потенциальные проблемы с целостностью сигнала на протяжении всей вашей платы. Потенциальные проблемы могут возникнуть в любой точке вашей раскладки, и правильные инструменты для проверки целостности сигнала позволяют легко диагностировать перекрестные помехи, определить, где требуется завершение, и понять, как паразитные элементы влияют на вашу плату. Затем вы можете тестировать потенциальные переработки и напрямую сравнивать результаты при каждой итерации.

• Разработка макетов DDR3 и DDR4 требует анализа системы питания, чтобы гарантировать, что устройства памяти получают необходимые уровни энергии и предотвратить образование горячих точек вокруг вашей платы. Узнайте, как можно включить анализ системы питания в ваш рабочий процесс проектирования.
• Когда ваши инструменты моделирования интегрированы в ваше программное обеспечение для проектирования, вы можете быстро проверить предлагаемые изменения в дизайне и выявить проблемы с целостностью сигнала до того, как они нарушат функциональность вашей платы. Узнайте больше о включении моделирования в ваш процесс проектирования.
• Учитывая популярность архитектуры памяти DDR, существует множество экспертов, готовых предложить советы по проектированию. Ознакомьтесь с этими советами по трассировке DDR для обеспечения целостности сигнала.

Целостность сигнала как часть проектирования в Altium Designer

Altium Designer: Объединение функций проектирования и верификации

Учитывая сложные требования к памяти DDR, дизайнерам необходимы программы, которые облегчают этап трассировки и размещения, одновременно гарантируя, что их проект соответствует основным стандартам размещения для DDR3, DDR4 и более поздних версий. Когда ваше программное обеспечение для проектирования построено на основе движка проектирования, управляемого правилами, функции вашего проекта будут проверять вашу плату на соответствие стандартам проектирования по мере ее создания. Ваши инструменты моделирования будут строить модели непосредственно из данных вашего проекта, и вам не придется перемещать данные между несколькими программами.

Дизайн памяти DDR в Altium Designer

С Altium Designer у вас будет доступ к инструментам трассировки, симуляции и верификации, необходимым для проектирования архитектур памяти DDR3, DDR4 и более новых, соответствующих или превосходящих стандарты дизайна. Только Altium Designer объединяет эти функции в одной программе, в то время как другие платформы для проектирования разделяют эти функции на разные среды. Все, что вам нужно для дизайна DDR, можно найти в Altium Designer.

• Altium Designer собирает все важные функции компоновки, трассировки, симуляции и верификации для дизайна DDR в единой среде. Узнайте больше о единой среде проектирования в Altium Designer.
• DDR3 и DDR4 уже являются архитектурами высокоскоростной памяти, и можно ожидать, что скорость сигналов и скорость передачи данных будут только увеличиваться в последующих поколениях. Узнайте больше о высокоскоростном проектировании в Altium Designer.
• С учетом сложностей архитектуры и трассировки на основе DDR, дизайнерам необходимы инструменты трассировки, которые помогают автоматизировать процесс трассировки, оставляя при этом контроль над вашей компоновкой. Узнайте больше об авто-интерактивной трассировке в Altium Designer.

Другие платформы программного обеспечения для проектирования печатных плат разделяют эти важные функции проектирования на разные программы. С Altium Designer вы получите доступ к лучшим функциям трассировки и компоновки топологии в единой платформе. Altium также предоставляет вам ресурсы для обеспечения вашего успеха. У вас будет мгновенный доступ к подкастам и вебинарам с экспертами отрасли, форуму AltiumLive, обширной базе знаний и учебным пособиям по проектированию.

Вместо того чтобы застрять с новой версией устаревшего программного обеспечения для проектирования, попробуйте работать в интегрированной среде проектирования Altium Designer. У вас будет доступ к необходимым инструментам для трассировки и компоновки DDR в единой среде. Вы сможете оставаться на переднем крае проектирования DDR, используя Altium Designer.