Um desafio fundamental para dispositivos embutidos com memórias DDR é manter a integridade do sinal na presença de flutuações de energia e da trilha de aterramento. Isso se torna ainda mais importante à medida que as tensões de alimentação diminuem e a velocidade de comutação aumenta, levando a tolerâncias menores para as trilhas de corrente e requisitos de jitter mais exigentes.
A estabilidade da rede de distribuição de energia é muito importante para projetos embutidos com interfaces de memória DDR. Considerando que as memórias DDR3 toleram ondulação de 75 mV (Vpp), isso diminuiu para apenas 60 mV (Vpp) para as memórias DDR4 e tem grandes chances de diminuir ainda mais no futuro. A ondulação e o ruído na rede de distribuição de energia afetam negativamente o clock e o jitter dos dados, o que tem um impacto direto no desempenho da transferência de dados. Qualificar a rede de distribuição de energia dos projetos embutidos com memórias DDR é, portanto, uma tarefa crucial.
A sonda de trilho de energia R&S®RT-ZPR20 é uma sonda de osciloscópio especializada para medições de ruído muito baixo em trilhos de energia. Esta sonda 1:1 ativa com desvio integrado permite que você dê zoom na ondulação que fica em cima da tensão do trilho de alimentação. É compatível com os osciloscópios R&S®RTE e R&S®RTO, adicionando somente 10 % de ruído ao osciloscópio para medição precisa dos componentes de ondulação e ruído. A sonda tem uma largura de banda de 2 GHz para visualizar transientes de alta frequência ou sinais de RF indesejados acoplados no trilho de energia. Devido ao roll-off de baixa frequência, a banda de 2,4 GHz pode ser coberta com somente um pouco mais de atenuação. A 50 kΩ, a sonda tem uma impedância CC muito maior do que uma conexão coaxial direta e, portanto, não carrega significativamente a rede de distribuição de energia.
A extensão de navegador da sonda R&S®RT-ZPR20 é a ferramenta perfeita para verificar os níveis de CC de diversas fontes de alimentação em um PCB.
Verificando o nível CC das fontes de alimentação com um navegador
As tensões de alimentação CC podem facilmente ser qualificadas com o R&S®ProbeMeter, um voltímetro CC altamente preciso integrado com a ponta da sonda. Ele oferece precisão CC de 0,1 % independente da tensão de desvio e elimina a necessidade de um voltímetro CC separado. A extensão de navegador de 350 MHz faz da verificação de todos os trilhos de energia em um PCB uma tarefa fácil. Um acessório do navegador, como o clipe SMT ou o adaptador de pino duplo, fornece uma forma alternativa de conexão ao DUT se a medição com a mola de aterramento não for conveniente.
Os cabos pigtail não limitam a largura de banda da sonda e fornecem excelente conectividade diretamente onde a medição deve ser realizada.
Configurando medições de trilho de energia de DDR4
Medições realistas na fonte de alimentação da memória DDR requerem uma sondagem o mais próximo possível do componente DDR. Cabos pigtail são a escolha certa para tais medições. Uma configuração típica – quando a memória DDR é acionada por um FPGA – é o que é referido como medição de olho mágico. Um pino FPGA não utilizado é usado para sondar a tensão de núcleo DDR diretamente no interior do FPGA. Esse pino de E/S é então conduzido para alta ou baixa tensão de núcleo DDR e sondado externamente com a sonda de trilho de energia. Essa é normalmente a localização mais próxima possível onde a fonte de alimentação pode ser sondada. 1)
Métodos de medição do osciloscópio
Dois métodos estão disponíveis para testar a ondulação e o ruído remanescentes em um trilho de energia CC 1):
Medindo a ondulação remanescente em uma fonte de alimentação DDR4 de 1,2 V e verificando com precisão o nível de CC com o R&S®ProbeMeter, um voltímetro integrado na ponta da sonda.
Medição de resposta de carga de uma fonte de alimentação de DDR4 durante a fase de inicialização da memória DDR.
Medições precisas de ondulação e ruído nos trilhos de potência exigem um osciloscópio com grande largura de banda e uma sonda dedicada para executar medições de baixo ruído e fornecer a capacidade de desvio para aumentar o zoom na tensão CC. A ponta de prova Power Rail R&S®RT-ZPR20, bem como os osciloscópios R&S®RTE e R&S®RTO são ferramentas excelentes para essas medições.
1) "Guia de criação de FPGAs da série 7", UG483 (v1.12), Xilinx, 10 de janeiro de 2017, em www.xilinx.com
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