一、前言

DDR SDRAM，即雙數(shù)據(jù)速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中至關(guān)重要的一種核心組件，其應(yīng)用范圍極其廣泛。無(wú)論是在消費(fèi)電子產(chǎn)品中，還是在商業(yè)和工業(yè)設(shè)備里，亦或是從終端產(chǎn)品到數(shù)據(jù)中心，DDR SDRAM均作為CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的緩存發(fā)揮著不可或缺的作用。過(guò)去二十多年間，存儲(chǔ)技術(shù)經(jīng)歷了從SDRAM向DDR RAM的重大演進(jìn)，直至今日的DDR5。每一代DDR技術(shù)都在帶寬、性能以及功耗等方面實(shí)現(xiàn)了顯著的改進(jìn)，極大地促進(jìn)了計(jì)算性能的飛躍發(fā)展。這一技術(shù)的進(jìn)步不僅推動(dòng)了個(gè)人電子設(shè)備的革新，也對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的高效運(yùn)作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

二、DDR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展和DDR5簡(jiǎn)介

圖1展示了過(guò)去20多年來(lái)RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）的發(fā)展歷程及其信號(hào)特點(diǎn)。在SRAM時(shí)期，由于信號(hào)速率相對(duì)較低，設(shè)計(jì)時(shí)主要關(guān)注的是信號(hào)的扇出和布線(xiàn)引起的容性負(fù)載問(wèn)題。然而，隨著DDR1/2/3時(shí)代的到來(lái)，信號(hào)速率顯著提升，傳統(tǒng)的基于集總參數(shù)的電路分析方法已難以滿(mǎn)足需求，此時(shí)更需關(guān)注信號(hào)的建立與保持時(shí)間以及信號(hào)線(xiàn)間的延遲差異(skew)。

進(jìn)入DDR4時(shí)代后，受限于PCB、連接器等傳輸通道的有限帶寬，原始信號(hào)中的高頻成分可能會(huì)被削弱甚至完全去除，這導(dǎo)致信號(hào)的時(shí)域波形出現(xiàn)邊沿變緩、振鈴或過(guò)沖的現(xiàn)象。因此，在這一階段，對(duì)于數(shù)據(jù)眼圖、接收端模板及誤碼率的關(guān)注變得尤為重要，就如同分析傳統(tǒng)串行數(shù)據(jù)一樣。

面對(duì)AI、機(jī)器學(xué)習(xí)和5G技術(shù)的迅猛發(fā)展，DDR4逐漸顯現(xiàn)出其局限性。為此，第5代高速I(mǎi)/O數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)——DDR5應(yīng)運(yùn)而生，并開(kāi)始廣泛走向市場(chǎng)，以應(yīng)對(duì)新一代技術(shù)對(duì)存儲(chǔ)器性能的更高要求。

圖1 DDR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展和信號(hào)特點(diǎn)演進(jìn)

2.1 DDR5的新特性

如下表所示，DDR5相比DDR4而言，帶來(lái)了一系列關(guān)鍵的性能提升，同時(shí)也帶來(lái)了新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

表1 DDR4和DDR5比較(源自Rambus)

2.1.1 速率的提升

近年來(lái)，內(nèi)存與CPU性能發(fā)展之間的差距逐漸拉大，對(duì)內(nèi)存帶寬的需求變得愈加緊迫。在1.6GHz的時(shí)鐘頻率下，DDR4能夠?qū)崿F(xiàn)最高達(dá)3.2 GT/s的傳輸速率。相較之下，初代DDR5便將帶寬提升了50%，實(shí)現(xiàn)了4.8 GT/s的傳輸速率。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，DDR5內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速率預(yù)期最終將達(dá)到8.4 GT/s的高速度。這一演進(jìn)不僅緩解了內(nèi)存帶寬的瓶頸問(wèn)題，也為系統(tǒng)性能的整體提升提供了強(qiáng)有力的支持。

2.1.2 電壓的降低

降低工作電壓（VDD）有助于平衡因高速運(yùn)行帶來(lái)的功耗增加。在DDR5 DRAM中，寄存時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器（RCD）的工作電壓從1.2V降低到了1.1V。此外，命令/地址（CA）信號(hào)的邏輯類(lèi)型從SSTL（Stub Series Termination Logic）轉(zhuǎn)換為PODL（Pseudo Open Drain Logic）。這種轉(zhuǎn)變的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)引腳處于高電平狀態(tài)時(shí)不會(huì)消耗靜態(tài)功率，從而進(jìn)一步降低了整體功耗。這些改進(jìn)使得DDR5在提升速度的同時(shí)，還能保持較低的能耗，實(shí)現(xiàn)了性能與能效的雙重優(yōu)化。

2.1.3 DIMM 新電源架構(gòu)

在使用DDR5 DIMM時(shí)，電源管理將從主板轉(zhuǎn)移至DIMM自身。具體來(lái)說(shuō)，DDR5 DIMM將在模塊上配備一個(gè)12V電源管理集成電路（PMIC），從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的系統(tǒng)電源負(fù)載分配。此PMIC負(fù)責(zé)提供1.1V的工作電壓（VDD），通過(guò)在DIMM層面精準(zhǔn)控制電源，不僅有助于提升信號(hào)完整性，還能有效減少噪音干擾。這樣的設(shè)計(jì)改進(jìn)，使得DDR5 DIMM在性能提升的同時(shí)，也確保了更高的可靠性和穩(wěn)定性。

2.1.4 DIMM通道架構(gòu)

DDR4 DIMM配備了一個(gè)72位寬的總線(xiàn)，其中包括64個(gè)數(shù)據(jù)位和8個(gè)ECC位，用于錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正。而在DDR5中，每個(gè)DIMM被設(shè)計(jì)為包含兩個(gè)通道，每個(gè)通道寬度為40位，其中32位用于數(shù)據(jù)傳輸，8位專(zhuān)用于ECC。盡管在數(shù)據(jù)寬度上，DDR5與DDR4相同（總共64位），但DDR5通過(guò)采用兩個(gè)獨(dú)立的小型通道來(lái)提高內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)效率。這種設(shè)計(jì)不僅支持更高的速度，還通過(guò)增強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理效率進(jìn)一步放大了傳輸速率的優(yōu)勢(shì)。因此，DDR5不僅能帶來(lái)更快的速度，還確保了更高效的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)和處理性能。

2.1.5 更長(zhǎng)的突發(fā)長(zhǎng)度

DDR4的突發(fā)長(zhǎng)度設(shè)定為4或8，而在DDR5中，這一數(shù)值被擴(kuò)展到了8和16，以增加每次突發(fā)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。具體來(lái)說(shuō)，DDR5支持的突發(fā)長(zhǎng)度為16（BL16），這意味著它可以單次突發(fā)訪(fǎng)問(wèn)達(dá)到64字節(jié)的數(shù)據(jù)，正好與典型的CPU高速緩存行大小相匹配。值得注意的是，借助于DDR5雙通道設(shè)計(jì)中的任意一個(gè)獨(dú)立通道即可實(shí)現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)能力。因此，這不僅大幅提升了數(shù)據(jù)并發(fā)處理能力，同時(shí)也通過(guò)充分利用兩個(gè)通道增強(qiáng)了內(nèi)存使用的效率。這種改進(jìn)使得DDR5在提升數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)，也顯著優(yōu)化了整體性能和響應(yīng)速度。

2.1.6 更大容量的 DRAM

DDR4在單芯片封裝（SDP）中的最大容量為16Gb DRAM。相比之下，DDR5的單芯片封裝最大容量提升至64Gb，這意味著通過(guò)DDR5技術(shù)組建的DIMM容量可以達(dá)到驚人的256GB，是原先的四倍之多。這一顯著的增長(zhǎng)，不僅滿(mǎn)足了現(xiàn)代計(jì)算對(duì)高容量?jī)?nèi)存的需求，也為處理復(fù)雜和數(shù)據(jù)密集型任務(wù)提供了強(qiáng)有力的支持。

2.2 DDR5 設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)

2.2.1采用分離式全速率時(shí)鐘，對(duì)應(yīng)6400M T/s頻率的時(shí)鐘速率高達(dá)3.2GHz(未來(lái)會(huì)支持到8400M T/s)。

DDR5 DQS控制DQ讀寫(xiě)時(shí)序

時(shí)鐘控制命令信號(hào)，選通信號(hào)控制數(shù)據(jù)。對(duì)時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)的要求更加嚴(yán)格，對(duì)各種命令信號(hào)與數(shù)據(jù)和地址信號(hào)的時(shí)序要求也更高。

2.2.2 雙向復(fù)用的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用鏈路。

由于鏈路通道和布板空間等資源的限制，讀寫(xiě)操作不得不繼續(xù)共享同一總線(xiàn)，并因此需要采用分時(shí)復(fù)用的方式進(jìn)行。從驗(yàn)證和測(cè)試的角度來(lái)看，這也意味著需要分別對(duì)讀和寫(xiě)信號(hào)進(jìn)行隔離檢查，以確保它們各自符合規(guī)范要求。這種做法不僅有助于保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑫r(shí)也為優(yōu)化性能提供了必要的診斷支持。通過(guò)這種方式，可以有效地識(shí)別并解決潛在的信號(hào)完整性問(wèn)題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

DDR5讀寫(xiě)共享總線(xiàn)

2.2.3突發(fā)DQS和DQ信號(hào)在更高速率的背景下在有限帶寬的鏈路傳輸時(shí)帶來(lái)更多ISI效應(yīng)問(wèn)題。

在DQS（數(shù)據(jù)選通信號(hào)）的讀寫(xiě)前導(dǎo)位以及突發(fā)序列的第一個(gè)比特等方面，均表現(xiàn)出不同的效應(yīng)和特性。此外，由于存儲(chǔ)電路在設(shè)計(jì)上與串行電路存在顯著差異，導(dǎo)致阻抗不匹配問(wèn)題較為常見(jiàn)，這使得反射問(wèn)題及干擾引發(fā)的ISI（碼間干擾）更為嚴(yán)重。存儲(chǔ)器系統(tǒng)中這些復(fù)雜的信號(hào)完整性挑戰(zhàn)，要求更加精細(xì)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化措施，以確保高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)解決這些問(wèn)題，可以有效提升整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能表現(xiàn)。

DDR5在接收端采用更多的類(lèi)似高速串行總線(xiàn)的信號(hào)處理

因此，在接收端數(shù)據(jù)速率超過(guò)3600 MT/s時(shí)，采用類(lèi)似高速串行電路和標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)中已成熟應(yīng)用的判決反饋均衡（DFE）技術(shù)，可以有效應(yīng)對(duì)信號(hào)完整性挑戰(zhàn)。可變?cè)鲆娣糯螅╒GA）則通過(guò)MR寄存器進(jìn)行配置，以補(bǔ)償在更高傳輸速率下鏈路中的損耗。盡管DDR4標(biāo)準(zhǔn)采用的連續(xù)時(shí)間線(xiàn)性均衡（CTLE）是一種簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)性均衡方法，但它往往會(huì)放大噪聲，這在高速率傳輸時(shí)成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。相比之下，DDR5總線(xiàn)設(shè)計(jì)中未采用CTLE，主要是考慮到反射噪聲的影響。此外，隨著并行總線(xiàn)中串?dāng)_和反射現(xiàn)象的增加，各信號(hào)抖動(dòng)的定義和分析方法也隨之發(fā)生變化，這要求更加細(xì)致的評(píng)估與處理策略來(lái)確保信號(hào)完整性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過(guò)這些優(yōu)化措施，DDR5能夠在保持高數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)，提供更佳的信號(hào)質(zhì)量和可靠性。

三、DDR5的測(cè)試新方法

3.1 發(fā)送端TX測(cè)試挑戰(zhàn)

3.1.1 讀寫(xiě)分離

根據(jù)DDR5的規(guī)范，其不再像傳統(tǒng)DDR那樣在引腳處對(duì)讀寫(xiě)操作有嚴(yán)格的相位差異。這意味著依賴(lài)DQS（數(shù)據(jù)選通）和DQ（數(shù)據(jù)）之間的相位差以及前置信號(hào)模式的傳統(tǒng)方法可能不再適用于讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的分離。因此，需要采用新的方法來(lái)區(qū)分讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

在DDR5中，可以通過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)CA4（命令/地址信號(hào)之一）在讀寫(xiě)操作期間表現(xiàn)出不同的邏輯電平。基于這一特性，可以利用CA4的狀態(tài)結(jié)合讀寫(xiě)延遲來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的有效分離。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)分析真值表中CA4在不同操作下的邏輯狀態(tài)，可以更準(zhǔn)確地識(shí)別并分離出讀操作與寫(xiě)操作的數(shù)據(jù)流，從而確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和效率。這種方法不僅適應(yīng)了DDR5的新特性，也為實(shí)現(xiàn)更高效的存儲(chǔ)器控制提供了可能。

3.1.2新增的測(cè)試參數(shù)

由于速率的提高，可能需要新的測(cè)試參數(shù)來(lái)鑒定關(guān)鍵信號(hào)。抖動(dòng)成為關(guān)鍵信號(hào)的重要組成部分。規(guī)范定義了全新的UI抖動(dòng)定義。

以及針對(duì)該UI的測(cè)量算法。

UI的測(cè)量項(xiàng)將覆蓋CLK(input)、DQS(tx)和DQ(tx) 信號(hào)，且要求非常嚴(yán)格。

根據(jù)下表的計(jì)算，按照DDR5 4800的速率為例，要求測(cè)量出來(lái)的Rj最大值為0.0037UI，也就是769.6fs。

如此高要求的測(cè)量結(jié)果，也對(duì)儀表本身的性能提出了非常高的要求。儀表的抖動(dòng)測(cè)量本底計(jì)算公式如下，可以看出示波器的本底噪聲以及本底抖動(dòng)，對(duì)抖動(dòng)測(cè)量起了非常大的影響。

是德科技UXR旗艦級(jí)實(shí)時(shí)示波器，具有25fs的極低本底抖動(dòng)，165μV(rms)(16G帶寬下) 的本底噪聲。可以提供可靠的DDR5的相關(guān)抖動(dòng)測(cè)試。

3.1.3 測(cè)試方法

DDR的TX測(cè)量手法，一直是我們所關(guān)心的內(nèi)容。在DDR4以前，規(guī)范規(guī)定的測(cè)試點(diǎn)，均在DRAM的ball處。DDR5里，除了眼圖測(cè)試以外，其他測(cè)試點(diǎn)沒(méi)有做額外更新。

我們推薦使用interposer的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，如下圖所示。

測(cè)量完成后，通過(guò)S參數(shù)的數(shù)學(xué)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)從實(shí)測(cè)點(diǎn)到理論測(cè)試點(diǎn)的波形轉(zhuǎn)換。

而針對(duì)于DDR5的眼圖測(cè)試，如果打開(kāi)了DFE功能，示波器可以在去嵌的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完成均衡的操作，最后得到需要的波形。

當(dāng)然，是德科技已經(jīng)提供自動(dòng)化的測(cè)試App，方便的給用戶(hù)提供可視化的一鍵測(cè)試方案。

3.1.4 控制器測(cè)試新場(chǎng)景

隨著信號(hào)速率的不斷提升，控制器、PCB互聯(lián)鏈路以及芯片的測(cè)試變得尤為重要。下圖展示了一個(gè)針對(duì)控制器和PCB互聯(lián)鏈路的發(fā)送端（TX）測(cè)試場(chǎng)景。在此場(chǎng)景中，通過(guò)使用示波器并配合特定的測(cè)試夾具，可以有效地進(jìn)行發(fā)送端的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試。這種測(cè)試方法能夠幫助檢測(cè)和評(píng)估高速信號(hào)傳輸過(guò)程中的各種參數(shù)，如信號(hào)完整性、噪聲水平和定時(shí)誤差等，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過(guò)這種方式，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，并采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的高速數(shù)據(jù)傳輸需求。

3.2 接收端RX測(cè)試挑戰(zhàn)

3.2.1 接收端新技術(shù)

在以往的高速串行鏈路設(shè)計(jì)中，隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的不斷提升，鏈路損耗和碼間干擾（ISI）對(duì)信號(hào)高頻分量的影響變得越來(lái)越顯著。因此，在PCIe Gen3的設(shè)計(jì)中，引入了接收端均衡的概念，以彌補(bǔ)因這些因素導(dǎo)致的高頻分量損失。通過(guò)這種方法，可以有效恢復(fù)在傳輸過(guò)程中衰減的高頻信號(hào)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃浴＝邮斩司饧夹g(shù)的應(yīng)用，標(biāo)志著向更高效率和更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸邁進(jìn)了一大步，為后續(xù)高速數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

具體來(lái)看，有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

接收端的信號(hào)首先會(huì)經(jīng)過(guò)連續(xù)時(shí)間線(xiàn)性均衡（CTLE）處理。圖中展示的是具有7個(gè)DC增益設(shè)置的CTLE響應(yīng)曲線(xiàn)。這一步驟旨在初步補(bǔ)償信道損耗，并增強(qiáng)高頻分量。

經(jīng)過(guò)CTLE均衡后的信號(hào)會(huì)被分成兩路：一路進(jìn)入時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR）電路。在CDR中，核心PLL的等效傳遞函數(shù)類(lèi)似于一個(gè)高通濾波器，有助于從輸入信號(hào)中提取出穩(wěn)定的時(shí)鐘信息。

另一路信號(hào)則被送入帶有單抽頭的判決反饋均衡（DFE）。DFE的作用是在檢測(cè)到的數(shù)據(jù)符號(hào)基礎(chǔ)上進(jìn)一步消除碼間干擾。

值得注意的是圖中標(biāo)注的兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)TP2和TP2'。通常情況下，TP2是使用示波器實(shí)際捕獲到的信號(hào)波形，而TP2'則是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)參考接收機(jī)模型生成的，用來(lái)模擬芯片實(shí)際接收到的波形。

a)

全速率時(shí)鐘

接收端沒(méi)有PLL

b)

單端信號(hào)

數(shù)量眾多，不僅要考慮損耗帶來(lái)的影響，更多的還需要考慮串?dāng)_帶來(lái)的影響

c)

分布式

多顆粒應(yīng)用場(chǎng)景，每片顆粒獨(dú)立的訓(xùn)練和均衡

了解了DDR5和傳統(tǒng)Serdes的幾個(gè)特別之處外，參考在PCIE上使用的均衡技術(shù)，進(jìn)行了部分調(diào)整后如下。

首先，在時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR）方面，由于系統(tǒng)中已存在顯示時(shí)鐘，可以使用不具備頻率跟蹤能力的延遲鎖定環(huán)（DLL）模塊來(lái)替代原本復(fù)雜的CDR模塊。這不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

其次，關(guān)于連續(xù)時(shí)間線(xiàn)性均衡（CTLE），盡管其實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于單端DDR5總線(xiàn)中存在的反射和串?dāng)_問(wèn)題，嚴(yán)重影響了信噪比。因此，選擇使用可變?cè)鲆娣糯笃?/u>（VGA）來(lái)代替CTLE，以更好地適應(yīng)復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境，并有效提升信號(hào)質(zhì)量。

第三，借鑒了成熟的判決反饋均衡（DFE）技術(shù)。通過(guò)引入DFE，可以在檢測(cè)到的數(shù)據(jù)符號(hào)基礎(chǔ)上進(jìn)一步消除碼間干擾，從而改善接收信號(hào)的質(zhì)量，確保高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

最后，沿用了DDR以往的寫(xiě)平衡（write leveling）和讀平衡（read leveling）機(jī)制。不過(guò)，與傳統(tǒng)做法不同的是，將原先在接收端實(shí)現(xiàn)的去加重功能轉(zhuǎn)移到控制器端來(lái)完成。這種調(diào)整有助于優(yōu)化整個(gè)鏈路的信號(hào)處理流程，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和準(zhǔn)確性。

3.2.2 接收端測(cè)試的新挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的Serdes接收端測(cè)試(以PCIe為例)，目的是確定DUT能否在芯片封裝的ball處(或者CEM規(guī)范的金手指處)可靠接收帶有指定受損的信號(hào)，達(dá)到要求的誤碼率要求。

針對(duì)DDR的單端并行總線(xiàn)系統(tǒng)，非相關(guān)抖動(dòng)、電平干擾、ISI、串?dāng)_、反射，對(duì)于系統(tǒng)的可靠運(yùn)行至關(guān)重要。DDR5的接收端測(cè)試，不僅包括了壓力眼測(cè)試，也就是在給定的壓力眼信號(hào)下，達(dá)到特定的誤碼率要求，還包括了幅度電壓方面和水平抖動(dòng)方面的靈敏度測(cè)試。

而被測(cè)DUT，可以是控制器、DRAM、緩沖器/寄存器、DIMM 等。

3.2.3 接收端測(cè)試的新方法

規(guī)范定義了接收端測(cè)試?yán)锏乃袦y(cè)試點(diǎn)要求，以及波形在均衡器之后的指標(biāo)要求。測(cè)試前，需要按照規(guī)范的要求進(jìn)行校準(zhǔn)。

在校準(zhǔn)之前，考慮到DDR總線(xiàn)的獨(dú)特性質(zhì)，終端電阻（On-Die Termination, ODT）用于優(yōu)化從發(fā)送端到接收端的信號(hào)質(zhì)量。由于ODT允許設(shè)置不同的阻抗值，在接收端測(cè)試過(guò)程中，建議將ODT設(shè)置為48歐姆進(jìn)行校準(zhǔn)，以盡可能減少與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試設(shè)備之間的阻抗不匹配。這種設(shè)置有助于確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

是德科技提供以M8000系列誤碼儀為基礎(chǔ)的DDR5接收端測(cè)試方案，支持控制器、DRAM、緩沖器/寄存器、DIMM的測(cè)試。

3.2.4 接收端測(cè)試的校準(zhǔn)

下圖是DDR在系統(tǒng)產(chǎn)品中實(shí)際應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。依次從DDR控制器，經(jīng)過(guò)PCB路徑，來(lái)到DIMM上的DRAM顆粒。

做校準(zhǔn)的時(shí)候，也是參考上圖的拓?fù)鋪?lái)完成整個(gè)路徑的模擬。針對(duì)DIMM或者顆粒而言，信號(hào)由BERT發(fā)出，經(jīng)過(guò)CTC2 Board和replicate card，最終由示波器接收，組成完整的端到端鏈路。

這里要特別說(shuō)明的是，針對(duì)不同的產(chǎn)品測(cè)試，有對(duì)應(yīng)的夾具來(lái)進(jìn)行配合。主要的夾具有如下幾種。分別是下圖中的C2C test card，System Motherboard Test Fixture，Device Validation Fixture。

其中，CTC2 test card提供DIMM插座，同時(shí)將DIMM上所有信號(hào)包括CA/CMD、DQS，DQ通過(guò)SMP連接器的形式引出。用于DIMM、RCD測(cè)試夾具、Data Buffer測(cè)試夾具、DRAM測(cè)試夾具等的校準(zhǔn)和測(cè)試。

CTC2 test card

System Motherboard Test Fixture也同樣把CA/CMD、DQS，DQ的信號(hào)通過(guò)SMP的方式引出，用于控制器的發(fā)送端測(cè)試，以及控制器的接收端測(cè)試校準(zhǔn)和測(cè)試，同時(shí)還支持系統(tǒng)主板的通道特性驗(yàn)證。

System Motherboard Test Fixture

Device Validation Fixture包括了RCD的測(cè)試夾具，Data Buffer的測(cè)試夾具，DRAM的測(cè)試夾具，以及Combo測(cè)試夾具等。主要用于單個(gè)器件產(chǎn)品的校準(zhǔn)與測(cè)試，以及多器件的校準(zhǔn)與測(cè)試。測(cè)試時(shí)插在CTC2的test card上。

Device Validation Fixture

下圖展示的是基于CTC2 test card進(jìn)行的校準(zhǔn)操作。連接方式如圖所示。

使用M80885RCA自動(dòng)化軟件，根據(jù)向?qū)В瓿蓽y(cè)試環(huán)境參數(shù)的setup，并對(duì)DUT進(jìn)行初始化。

一步一步，實(shí)現(xiàn)DQS&DQ和CK&CA的各參數(shù)自動(dòng)化校準(zhǔn)。完成自動(dòng)化校準(zhǔn)后，可以查看每個(gè)校準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)試結(jié)果，如下圖所示。

3.2.5 接收端測(cè)試

接收端測(cè)試包括兩大部分測(cè)試內(nèi)容，Sensitivity測(cè)試和Stressed Eye測(cè)試。其中Sensitivity測(cè)試又包含Voltage Sensitivity和Jitter Sensitivity。

DQS和DQ的Voltage Sensitivity測(cè)試中，測(cè)試DQS的時(shí)候保持DQ的信號(hào)不變，測(cè)試DQ的時(shí)候保持DQS的信號(hào)不變。不斷調(diào)整另外一個(gè)參數(shù)的變量，遍歷整個(gè)參數(shù)的范圍后，統(tǒng)計(jì)誤碼率。

DQS的Jitter Sensitivity測(cè)試中，首先輸出clean的clk和dq。在此基礎(chǔ)上，遍歷DQS和DQ的相位，計(jì)算出本底jitter的Sensitivity測(cè)試。然后依次改變DCD和Rj以及DCD和Rj的組合，遍歷DQS和DQ的相位，完成各種場(chǎng)景下的jitter Sensitivity測(cè)試。

Stressed Eye測(cè)試中，使用校準(zhǔn)過(guò)程中的壓力信號(hào)(如下圖)，來(lái)進(jìn)行環(huán)回誤碼率測(cè)試。

測(cè)試完成后，M80885一致性軟件會(huì)給出上圖右側(cè)的測(cè)試結(jié)果與測(cè)試報(bào)告。

四、總結(jié)

是德科技可以給大家?guī)?lái)完整的端到端解決方案。包括設(shè)計(jì)前期的仿真，涵蓋了memory designer的建模和ADS的前后仿真。發(fā)送端測(cè)試中，我們提供業(yè)內(nèi)旗艦級(jí)性能指標(biāo)的UXR實(shí)時(shí)示波器和高性能的RC模型探頭，有效降低測(cè)試負(fù)載。接收端測(cè)試中，我們提供all-in-box的M8000系列誤碼儀，支持控制器、DRAM、Data Buffer、RCD、DIMM的接收端校準(zhǔn)與測(cè)試。協(xié)議分析儀方面，U4164A系列，支持完整的DDR、LPDDR的協(xié)議解碼測(cè)試。