帶時鐘接收器的 DDR5 設計方法
2023-06-21 12:12:29 EETOP編譯
DDR5 規范中的典型 4-tap DFE
對于 DDR5，時鐘是差分選通信號（DQS_t、DQS_c），并且它沿著單端數據信號 (DQ) 轉發到 Rx。DQS 信號被緩沖，然后扇出到最多 8 個 DQ 鎖存器的時鐘輸入，從而導致時鐘樹延遲。
DQS 時鐘樹延遲
最大眼圖高度為 95mV，最大眼圖寬度為 0.25 單位間隔 (UI)，或僅為 78.125ps。使用統計方法測量 1e-16 的 BER 是最實用的。
IBIS 模型已用于多代 DDR 系統，支持端到端系統仿真，但從 DDR5 開始添加 EQ 功能和 BER 眼圖模板要求，人們尋求新的仿真模型和分析。通過 IBIS-AMI 建模，可以實現快速、準確的 Si 仿真，可跨 EDA 工具移植，同時保護 IO 細節的 IP。IBIS-AMI支持統計和逐位仿真模式，統計流程如下所示。
統計仿真流程
這個流程的結果是一個統計學上的眼圖，可用于測量不同誤碼率水平下的眼圖輪廓。
DDR5仿真實例
使用 Micron 提供的 DQ 和 DQS IBIS-AMI 模型在HyperLynx LineSim工具中對 DDR5 仿真進行建模，以下是系統原理圖。
DDR5系統原理圖
EDA工具在指定的時鐘時間捕捉波形，其中時鐘時間內的時序不確定性被轉移到所產生的輸出眼圖中，在限幅器及其時鐘量化之前重建電壓和時序裕量。
Variable clock times
DQS 和 DQ 時序不確定性都會影響眼圖，類似于時序裕度。圖 A 顯示注入到 DQ 信號的抖動，圖 B 顯示注入到 DQS 信號的抖動。DQ（紅色）和 DQS（綠色）抖動一起顯示在圖 C 中。
Timing bathtub curve
甚至可以對各種組合中的 DQ 信號和 DQS 信號進行正弦抖動效應建模，以查看 BER 和時序浴盆曲線結果。DDR5 具有 Rj、Dj 和 Tj 測量，而不是周期和周期間抖動測量。可以模擬 Rx 和 Rj 值對 BER 圖的影響以及bathtub curve時序。
數據上的 Rx Rj 與數據和時鐘組合的比較
超越線性和時不變 (LTI) 建模，多重邊沿響應 (MER) 技術使用一組上升沿和下降沿。通過定制的高級 IBIS-AMI 流程，它對每個 MER 邊緣執行統計分析，然后將組合效果疊加到輸出眼圖中。
逐位高級仿真結果
在建模中添加 2% 的 Tx Rj 值可顯示更真實的 BER 降級圖結果。
總結
信號完整性效應主導 DDR5 系統的設計，因此要獲得準確的結果，需要對所有新的物理效應進行詳細建模。Rx AMI 模型的 IBS-AMI 規范已更新為使用轉發時鐘。Micron 展示了他們如何使用時鐘 DDR5 模擬流程來模擬新效應，包括非 LTI 效應，并實現 1e-16 及以下的 BER 模擬。
關鍵詞： DDR5
