Digital bus and interface standards

Test efficace du diagramme de l'œil au sein de conceptions de systèmes DDR3/DDR4

Le test de conformité est essentiel pour s'assurer que les signaux de la mémoire vive dynamique (DRAM) répondent aux spécifications JEDEC pour les paramètres tels que la synchronisation, les taux de balayage et les niveaux de tension. Pour la vérification et le débogage des systèmes, les mesures de diagramme de l'œil sont les outils les plus importants pour une analyse efficace de l'intégrité du signal dans n'importe quelle conception numérique. La nature spécifique de la DDR nécessite une solution dédiée avec une séparation lecture / écriture puissante afin d'obtenir des diagrammes de l'œil significatifs sur le bus de données DDR.

Test du système DDR4 : séparation lecture / écriture et données de l'œil DQ
Test du système DDR4 : séparation lecture / écriture et données de l'œil DQ
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Votre tâche

Lors du test de la qualité du signal sur une interface DDR, les mesures de diagramme de l'œil sur les données, les signaux de commande / adresse et de contrôle permettent de mettre en évidence et de dépanner des problèmes potentiels d'intégrité du signal dans le système. D'autre part, la fonction de diagramme de l'œil est très répandue auprès de nombreux ingénieurs SI, car elle leur permet de déterminer rapidement la performance de l'interface DDR. Alors que les tests de conformité vérifient les caractéristiques du signal des groupes de signaux DDR en respectant les spécifications JEDEC, ils manquent de flexibilité pour analyser et déboguer efficacement les problèmes d'intégrité du signal. Ici, la mesure du diagramme de l'œil est l'outil idéal. Pour les groupes de signaux de contrôle et de commande / adresse unidirectionnels, aucune séparation lecture / écriture n'est nécessaire.

Cependant, puisque le bus de données facilite le transfert de données bidirectionnel entre le contrôleur de mémoire et le dispositif de mémoire, la construction des données de l'œil nécessite une séparation de lecture / écriture puissante avec le chevauchement de bits consécutifs dans les salves de données.

Le diagramme de l’œil DQ chevauche les UI sur une longueur de salve
Le diagramme de l’œil DQ chevauche les UI sur une longueur de salve
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Solution Rohde & Schwarz

Les options logicielles dédiées aux tests d'intégrité du signal et de conformité R&S®RTx-K91 (DDR3, DDR3L, LPDDR3) et R&S®RTx-K93 (DDR4, LPDDR4) permettent des tests de conformité DDR et LPDDR complets et automatisés, incluant une fonction supplémentaire pour séparer efficacement les salves de lecture / écriture et mesurer les données de l'œil DDR.

Alignement de phase des signaux DQS et DQ
Alignement de phase des signaux DQS et DQ
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Données de l'œil DDR : séparation des salves de lecture / écriture

Les options R&S®RTx-K91 et R&S®RTx-K93 fournissent une fonction de décodage qui permet de distinguer tous les cycles de lecture / écriture au sein des formes d'ondes acquises.

Cette fonction de décodage identifie et sépare les salves de données de lecture et d'écriture, analyse l'alignement de la phase et le niveau du signal des signaux DQ et DQS sur le bus de données mesuré. Elle synchronise les données de l'œil DQ avec le signal stroboscopique DQS. Les salves de données de lecture / écriture DDR3 et DDR4 intègrent également un préambule qui doit être exécuté à partir du diagramme de l'œil . Les options R&S®RTx-K91 et R&S®RTx-K93 détectent et omettent de manière intelligente le préambule avant la salve de données pour constituer un diagramme de l'œil correctement adapté au test.

Exemple de définition d'un masque de l’œil pour la DDR3
Exemple de définition d'un masque de l’œil pour la DDR3
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La séparation et le décodage des salves de lecture / écriture repose uniquement sur la relation de phase DQ et DQS et le seuil d'hystérésis, sans avoir besoin de sonder des signaux de contrôle supplémentaires. Les utilisateurs peuvent capturer une période plus longue de salves DQ afin de créer un diagramme de l'œil uniquement de lecture ou d'écriture pour le test. Une fois qu'un diagramme de l’œil est établit, les outils d'analyse comme le test de masque, l'histogramme et les mesures automatisées de l’œil peuvent être appliqués.

R&S®RTP-K93 : séparation et décodage des salves de données de lecture et d'écriture
R&S®RTP-K93 : séparation et décodage des salves de données de lecture et d'écriture
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Masques de l'œil dans la DDR3 et la DDR4

Même s'ils ne sont pas inclus dans toutes les spécifications DDR, les diagrammes de l'œil sont les outils idéaux pour la vérification et le débogage d'interfaces au sein des conceptions de systèmes DDR3 et DDR4. Alors que la DDR4 définit les paramètres du masque de l'œil correspondant pour le signal de données DQ, la DDR3 ne spécifie pas de masque pour les données de l'œil DQ. Cependant, un masque de l'œil DDR3 peut être dérivé de la spécification JEDEC en utilisant la configuration de données (tDS) et le temps de retenue (tDH) pour définir la largeur de l'œil ; les niveaux de tension et de temps de balayage (VIH et VIL) définissent l'ouverture verticale de l'œil . Cette méthodologie pour construire le masque peut être utilisée efficacement pour tester l'intégrité du signal sur le bus de données, même pour des conceptions de systèmes DDR3. A noter que dans la spécification DDR3, la synchronisation du signal et les exigences de niveau dépendent des temps de balayage du signal actuel, ainsi que du niveau de référence et des débits de données sélectionnés. Par conséquent, l'utilisateur devra configurer le masque de données en fonction des caractéristiques de l'appareil.

R&S®RTP-K93 : Diagramme de l'œil DDR4 du signal de sélection de puce (CS)
R&S®RTP-K93 : Diagramme de l'œil DDR4 du signal de sélection de puce (CS)
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La fonction de test de masques classique des oscilloscopes R&S®RTP et R&S®RTO fonctionne avec les outils de diagramme de l'œil R&S®RTx-K91 et R&S®RTx-K93 DDR. Les utilisateurs peuvent définir les profils de masques nécessaires et les sauvegarder pour des tests ultérieurs. Les violations du masque sont indiquées sur la forme d'onde et peuvent être mises en tableau en se basant sur les séquences UI. Les utilisateurs peuvent zoomer au sein des violations de masques individuelles pour une analyse ultérieure et déboguer les problèmes d'intégrité du signal.

R&S®RTP-K93 : Test de masque et de données de l'œil DQ DDR4 avec indication de la zone de violation (exemple de cycle de lecture)
R&S®RTP-K93 : Test de masque et de données de l'œil DQ DDR4 avec indication de la zone de violation (exemple de cycle de lecture)
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D'autres diagrammes de l'œil dans la DDR

Contrairement au bus de données bidirectionnel, les signaux de contrôle et de commande / d'adresse sont unidirectionnels et ne nécessitent pas de séparation de lecture / écriture. Ces signaux sont synchronisés au signal d'horloge CK. Les tests de masques et de masques de l'œil peuvent être configurés de la même manière que pour le bus de données.

R&S®RTP-K91 : Test de masque et de données de l'œil DQ DDR3 avec indication de la zone de violation (exemple d'un cycle d'écriture)
R&S®RTP-K91 : Test de masque et de données de l'œil DQ DDR3 avec indication de la zone de violation (exemple d'un cycle d'écriture)
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Conclusion

Dans le test des interfaces DDR3 et DDR4, les tests de conformité permettent de comparer l'interopérabilité par rapport à la norme JEDEC. Lors du débogage des problèmes SI, des fonctions et des outils tels que la détection de lecture / écriture, les diagrammes de l'œil et les tests de masques sont nécessaires pour faciliter l'analyse. Les options R&S®RTx-K91 et R&S®RTx-K93 proposent un ensemble d'outils puissants pour le test de conformité, ainsi que pour la vérification et le débogage des conceptions de systèmes DDR3 et DDR4.

Configuration typique
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