作者:一博科技高速学生自媒体成员 黄刚
有平衡的高速串行信号你们见多了,那有平衡的 DDR 信号你们见过吗?来,高速学生带你去领略下!
首先咱们还是回顾下高速串行信号的相干概念。对于高速串行信号为什么须要各种平衡,咱们在之前的文章(很多篇文章)都给大家介绍过很多了。其实总结来说就是因为高速信号达到肯定的速率后,链路自身的衰减会急剧增大,另外由码型的不同带来的 ISI(码间烦扰)的影响也变得越来越大,这两方面都重大影响了高速串行信号的性能。
当然说到影响,简略来说就是使得信号的眼图张开度升高甚至达到闭合状态。下图是咱们在同一个 PCB 通道下退出不同速率的信号在接收端的眼图后果,因为链路高频的衰减一直增大,能够看到从 1Gbps 到 25Gbps 速率的传输范畴内,眼图从张开得很大缓缓到闭合了。
所以对于高速信号来说,各种平衡的配置就显得十分有必要了,咱们个别能看到在芯片的收发端配置了几种常见的平衡,例如 CTLE,FFE,DFE 这些!
对于高速信号的介绍就到这里,高速学生差点遗记本文其实次要想写的是 DDR 仿真了!
后面文章对 DDR5 标配的速率也有了简略的介绍,它的起步根本是 DDR4 的天花板,也就是 3200Mbps,而后中值配置是在 4800Mbps 到 6400Mbps 之间,依据协定文档说的,最高目前写到了 8400Mbps。
在 DDR5 的平衡中,次要配置了接收端的 DFE 平衡模块,说到 DFE 平衡,它无非是在 FFE 这种线性的平衡根底上加上了一个额定的裁决性能。
通过仔细阅读 DDR5 协定,能够看到,DDR5 的 data 信号标准配置是一个 4tap 的 DFE 模块。
好,对于协定和实践都太过干燥,说点仿真的货色吧。咱们间接拿到 DDR5 的模型,来仿真看看 DFE 平衡对数据信号的帮忙哈。
首先咱们提取一根实在链路的 data 信号,把收发模型搭建好,如下所示:
咱们看到 DDR5 的颗粒模型确实存在了 AMI 的算法,也就是把 DFE 的模块配置到接管模型外面去了。咱们关上这个 AMI 模型,确实能看到 DFE 模块存在 4tap 的平衡参数能够调节。
好,本文最重点的局部来了!那就是咱们通过在这个提取的 DDR5 数据通道上传输不同的速率,来看看接收端的后果,尤其重点来看看平衡之后的后果。
首先咱们给的速率是 3200Mbps,一个入门级的 DDR5 速率。在这个速率下,咱们之前做的 DDR4 模块在没有 DFE 平衡的时候也是能胜利保障的,从这个 DDR5 在这个速率下的仿真结果表明,DFE 平衡在这个速率下帮忙不大,或者说在这个速率下其实能够不须要 DFE 平衡。
那咱们再进步速率,来到 4800Mbps,看看这个速率下平衡前后的变动。能够看到在这个速率下,接收端的后果曾经缓缓开始衰减了,同时也能看到平衡后的成果缓缓的凸显进去了。
那咱们再进步速率,把数据信号的速率进步到 6400Mbps,在这个速率下就能够分明的看到平衡前基本上眼图就很小了,然而通过 DFE 平衡后,眼图显著从新张开,成果非常明显。
那咱们最初把速率进步到协定的天花板,也就是 8400Mbps 这个 level,这个速率其实曾经超过了很多咱们熟知的高速串行信号了,例如 USB3.0,PCIE3.0 等。咱们来看看在这个速率下平衡前后的差别哈。
从仿真后果上看,这就厉害了!DFE 平衡竟然能把一个基本上闭合的眼图从新关上,完完全全阐明了 DFE 平衡的作用,化腐朽为神奇哈!
通过上述的仿真后果,置信大家也清晰的看到 DDR5 数据传输率确实有可能传输到一个惊人的程度,各位当初还在做 DDR3 或者 DDR4 的敌人们,有没有激动想把你们的产品升上级到 DDR5 了呢?