Hướng dẫn Định tuyến DDR3 và Cấu trúc Định tuyến

Không có bộ nhớ biến đổi, máy tính của bạn sẽ cần phải đọc và ghi liên tục vào bộ nhớ không biến đổi như ổ cứng hoặc Flash. Bộ nhớ không biến đổi là một trong những yếu tố làm cho máy tính hiện đại trở nên mạnh mẽ và cung cấp khả năng thích ứng cần thiết cho các nhiệm vụ nâng cao. Mặc dù DDR3 hiện nay đã lỗi thời, nhưng bộ nhớ dựa trên DDR vẫn sẽ tồn tại và tiếp tục đóng một vai trò trung tâm trong kiến trúc máy tính hiện đại. Với những công cụ thiết kế phù hợp, bạn có thể thiết kế cho thế hệ mới nhất của bộ nhớ dựa trên DDR và hơn thế nữa. Hãy xem Altium Designer có thể làm gì cho bạn.

ALTIUM DESIGNER^®

Tiêu chuẩn ngành trong thiết kế điện tử cho PCB hiệu suất cao và kiến trúc bộ nhớ.

Double data rate three (DDR3) là một loại bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động (DRAM) kế nhiệm các thế hệ DDR trước đó. Những bộ nhớ này có tốc độ xung nhịp đạt 1066 MHz và hỗ trợ lên đến 24 GB bộ nhớ. Tốc độ xung nhịp cao và dung lượng lưu trữ lớn này đã đảm bảo DDR3 vẫn là một trụ cột trong máy tính hiện đại, nhưng cuối cùng nó đã được cải tiến thành DDR4. Mỗi thế hệ mới tiếp tục đẩy giới hạn của tốc độ dữ liệu và tốc độ xung nhịp trong PCB tốc độ cao, và bộ nhớ dựa trên DDR không có khả năng sẽ được thay thế bằng một kiến trúc mới trong thời gian sớm.

Với điều này trong tâm trí, các nhà thiết kế bộ nhớ cần phải nhận thức được các quy tắc thiết kế PCB cho bộ nhớ dựa trên DDR và cách những quy tắc này đang được đẩy đến giới hạn với DDR4. Các nhà thiết kế cũng nên cập nhật về các kiểu định tuyến khác nhau cho PCB vì việc triển khai các kiểu định tuyến mới đã cải thiện chức năng của bộ nhớ dựa trên DDR, bao gồm DDR3.

Việc làm việc với một gói thiết kế PCB tuyệt vời như Altium Designer cho phép các kỹ sư thiết kế triển khai kiểu định tuyến tốt nhất để nâng cao hiệu suất của DDR3, DDR4 và các thế hệ bộ nhớ tương lai. Altium Designer bao gồm thiết kế, định tuyến tương tác, phân tích cung cấp điện và các công cụ mô phỏng bạn cần để đảm bảo thiết kế dựa trên DDR của bạn hoạt động ở hiệu suất cao nhất.

Hướng dẫn Thiết kế Định tuyến và Kiểu định tuyến cho Định tuyến DDR3

DDR3 sử dụng kiểu định tuyến fly-by cho tín hiệu đồng hồ chênh lệch, địa chỉ, lệnh và điều khiển. Ban đầu DDR3 sử dụng Kiểu T để kết nối các ngân hàng bộ nhớ với bộ điều khiển, nhưng bộ nhớ DDR3 hiệu suất cao hơn sử dụng kiểu định tuyến fly-by để cải thiện khả năng tương thích với tải điện dung cao và kiến trúc IC.

Việc triển khai kiến trúc phù hợp cho DDR3 hoặc DDR4, cũng như đặt các kết nối giữa các gói die DDR SDRAM, đòi hỏi các công cụ định tuyến linh hoạt không hạn chế kiểu định tuyến của bạn. Các đường truyền tín hiệu được định tuyến dưới dạng cặp chênh lệch và phải được khớp chính xác trong các khoảng chênh lệch chặt chẽ so với các tiêu chuẩn phụ trợ máy tính khác như PCIe.

Tính Toàn Vẹn Tín Hiệu trong Định Tuyến DDR3 và DDR4

Nhiều quy tắc thiết kế tiêu chuẩn để đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu trong các thiết bị khác cũng áp dụng cho DDR3 và các phiên bản cao hơn. Bộ nhớ hiệu suất cao sử dụng topologi bay qua, điều này đòi hỏi những yêu cầu cụ thể. Các đường dẫn nên được khớp chiều dài với dung sai chặt chẽ, các cặp vi sai nên được ghép chặt trên cùng một lớp, và độ dài nhánh đến mỗi thiết bị bộ nhớ nên được giữ ngắn nhất có thể để ngăn chặn hiệu ứng đường truyền và cộng hưởng trong một nhánh. Tất cả tín hiệu trong một nhóm làn nên được định tuyến trên cùng một lớp vì điều này ngăn chặn sự chênh lệch độ trễ truyền và lệch pha.

Để xác minh hiệu quả của việc định tuyến và bố trí trên bảng mạch của bạn, bạn cần những công cụ mô phỏng tích hợp trực tiếp dữ liệu thiết kế của bạn. Làm việc trong một công cụ tính toán tính toàn vẹn tín hiệu mà tính toán các hình dạng sóng phản xạ và nhiễu chéo đảm bảo rằng thiết kế của bạn đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất quan trọng trên DDR3 và bộ nhớ mới hơn.

• Không phải tất cả các topologi đều dễ hiểu, nhưng các công cụ định tuyến trong phần mềm thiết kế PCB của bạn nên làm cho việc triển khai topologi định tuyến DDR3 bạn cần trở nên dễ dàng. fTìm hiểu thêm về việc triển khai topologi DDR3 trong phần mềm thiết kế PCB của bạn.
• Định tuyến bộ nhớ DDR3 và CPU không phải là khó khăn khi bạn làm việc với phần mềm thiết kế đúng đắn. Tìm hiểu cách định tuyến bộ nhớ DDR3 và fanout CPU trong Altium Designer.
• Mặc dù DDR3 đã lỗi thời, DDR4 vẫn còn phổ biến và nhiều ý tưởng tương tự cũng áp dụng cho bộ nhớ DDR4. Tìm hiểu thêm về cách định tuyến DDR4 cho thiết bị bộ nhớ.

Cấu hình thiết kế bố trí cho thiết bị bộ nhớ

Từ DDR3 đến DDR4 và Hơn thế nữa: Điều gì đáng mong đợi

Với bộ nhớ DDR3 đã trở nên lỗi thời và được thay thế bằng DDR4, và cuối cùng là DDR5, các nhà thiết kế chỉ có thể mong đợi yêu cầu định tuyến và topologi trở nên phức tạp hơn. Tốc độ tín hiệu sẽ tăng lên và topologi định tuyến cho thiết bị bộ nhớ trên chip sẽ đặt ra những ràng buộc bố trí mới. Với điều này trong tâm trí, bạn cần phần mềm thiết kế có khả năng thích ứng với bất kỳ topologi định tuyến nào trong khi vẫn giúp bạn đáp ứng các ràng buộc thiết kế quan trọng.

Tính toàn vẹn tín hiệu là một phần của Thiết kế

Với bất kỳ bố trí tốc độ cao hoặc tần số cao mới nào, một công cụ mô phỏng tốt có thể giúp bạn chẩn đoán các vấn đề tiềm ẩn về tính toàn vẹn tín hiệu trên toàn bảng mạch của bạn. Các vấn đề tiềm ẩn có thể xuất hiện bất cứ lúc nào trong bố trí của bạn, và các công cụ tính toàn vẹn tín hiệu phù hợp giúp dễ dàng chẩn đoán nhiễu chéo, xác định nơi cần chấm dứt, và xác định cách thức các yếu tố nhiễu đang ảnh hưởng đến bảng mạch của bạn. Bạn sau đó có thể thử nghiệm các thiết kế lại tiềm năng và so sánh trực tiếp kết quả trong mỗi lần lặp lại.

• DDR3 và DDR4 đều yêu cầu phân tích cung cấp điện để đảm bảo rằng các thiết bị bộ nhớ nhận được mức điện áp phù hợp và ngăn chặn việc hình thành điểm nóng xung quanh bo mạch của bạn.

  Xem bạn có thể tích hợp phân tích cung cấp điện vào quy trình thiết kế của mình như thế nào.

• Khi các công cụ mô phỏng được tích hợp vào phần mềm thiết kế của bạn, bạn có thể nhanh chóng xác nhận các thay đổi thiết kế đề xuất và xác định các vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu trước khi chúng làm hỏng chức năng của bo mạch.

  Tìm hiểu thêm về việc tích hợp mô phỏng vào quy trình thiết kế của bạn.

• Với DDR là một kiến trúc bộ nhớ phổ biến, có rất nhiều chuyên gia sẵn lòng cung cấp lời khuyên thiết kế. Xem những mẹo định tuyến DDR này để đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu.

Tính toàn vẹn tín hiệu như một phần của thiết kế trong Altium Designer

Altium Designer: Hợp nhất Tính năng Thiết kế và Xác minh

Do yêu cầu phức tạp đối với bộ nhớ DDR, các nhà thiết kế cần những chương trình giúp đơn giản hóa giai đoạn định tuyến và bố trí mà vẫn đảm bảo thiết kế của họ đáp ứng các tiêu chuẩn bố trí cơ bản cho DDR3, DDR4 và hơn thế nữa. Khi phần mềm thiết kế của bạn được xây dựng dựa trên một động cơ thiết kế theo quy tắc, các tính năng thiết kế của bạn sẽ kiểm tra bố trí của bạn so với các tiêu chuẩn thiết kế khi bạn xây dựng bo mạch của mình. Công cụ mô phỏng của bạn sẽ xây dựng mô hình trực tiếp từ dữ liệu thiết kế của bạn, và bạn sẽ không phải chuyển dữ liệu của mình giữa nhiều chương trình.

Thiết kế Bộ nhớ DDR trong Altium Designer

Với Altium Designer, bạn sẽ có quyền truy cập vào các công cụ định tuyến, mô phỏng và xác minh mà bạn cần để thiết kế các kiến trúc bộ nhớ DDR3, DDR4 và các kiến trúc mới hơn đáp ứng hoặc vượt qua các tiêu chuẩn thiết kế. Chỉ có Altium Designer tích hợp những tính năng này trong một chương trình duy nhất, trong khi các nền tảng thiết kế khác tách những tính năng này ra thành các môi trường khác nhau. Mọi thứ bạn cần cho thiết kế DDR đều có thể tìm thấy trong Altium Designer.

• Altium Designer đặt tất cả các tính năng quan trọng về bố cục, định tuyến, mô phỏng và xác minh cho thiết kế DDR trong một môi trường duy nhất. Tìm hiểu thêm về môi trường thiết kế thống nhất của Altium Designer.
• DDR3 và DDR4 đã là các kiến trúc bộ nhớ tốc độ cao, và bạn chỉ nên mong đợi tốc độ tín hiệu và tốc độ truyền dữ liệu tăng lên trong các thế hệ sau. Tìm hiểu thêm về thiết kế tốc độ cao trong Altium Designer.
• Với sự phức tạp của kiến trúc và định tuyến dựa trên DDR, các nhà thiết kế cần có công cụ định tuyến giúp tự động hóa quá trình định tuyến mà vẫn giữ cho bạn kiểm soát được bố cục của mình. Tìm hiểu thêm về định tuyến tương tác tự động trong Altium Designer.

Các nền tảng phần mềm thiết kế PCB khác chia các tính năng thiết kế quan trọng này thành các chương trình khác nhau. Với Altium Designer, bạn sẽ có quyền truy cập vào các tính năng định tuyến và bố trí topologi tốt nhất trên một nền tảng duy nhất. Altium cũng cung cấp cho bạn các nguồn lực để đảm bảo thành công của bạn. Bạn sẽ có quyền truy cập ngay lập tức vào các podcast và webinar với các chuyên gia trong ngành, diễn đàn AltiumLive, một cơ sở kiến thức rộng lớn và các hướng dẫn thiết kế.

Thay vì mắc kẹt với một phiên bản mới của phần mềm thiết kế lỗi thời, hãy thử làm việc trong môi trường thiết kế tích hợp của Altium Designer. Bạn sẽ có quyền truy cập vào các công cụ bạn cần cho việc định tuyến và bố trí DDR trong một môi trường duy nhất. Bạn sẽ có thể ở vị trí tiên phong trong thiết kế DDR khi bạn sử dụng Altium Designer.