Test efficienti con diagrammi a occhio dei sistemi di memoria DDR3/DDR4

Attività da eseguire

Quando si deve verifica la qualità del segnale su un’interfaccia DDR, le misure con il diagramma a occhio sul segnale dati, i segnali di comando/indirizzo e di controllo aiutano a rivelare e a risolvere eventuali problemi di integrità del segnale nel sistema. Per questo motivo, la funzione di misura con diagramma a occhio è molto diffusa tra i tecnici che si occupano di integrità del segnale, in quanto consente loro di determinare rapidamente le prestazioni dell’interfaccia DDR. Sebbene i test di conformità verifichino le caratteristiche dei gruppi di segnali DDR secondo i limiti definiti nelle specifiche JEDEC, essi non hanno la flessibilità necessaria per analizzare i problemi di integrità del segnale ed eseguirne il debug in modo efficiente. In questi casi, la misura con diagramma a occhio è lo strumento preferito. Per i gruppi di segnali di controllo e i gruppi di comando/indirizzo unidirezionale non è richiesta alcuna separazione tra i segnali di lettura/scrittura.

Tuttavia, poiché il bus dati facilita il trasferimento bidirezionale dei dati fra il controller di memoria e il dispositivo di memoria, la costruzione dell’occhio riferito al segnale dati richiede una potente capacità di separazione tra i segnali di lettura/scrittura insieme alla sovrapposizione di bit consecutivi all’interno dei burst di dati.

Soluzione Rohde & Schwarz

Le opzioni software per il test di integrità del segnale e di conformità R&S®RTx-K91 (DDR3, DDR3L, LPDDR3) e R&S®RTx-K93 (DDR4, LPDDR4) permettono di effettuare i test di conformità completi e automatizzati sulle memoria DDR e LPDDR, compresa una funzione aggiuntiva per separare in modo efficiente i burst di lettura/scrittura e misurare l’occhio del segnali dati del bus DDR.

Occhio del segnale dati DDR: separazione dei burst di lettura/scrittura

Le opzioni R&S®RTx-K91 e R&S®RTx-K93 sono dotate di una funzione di decodifica che contribuisce a distinguere tutti i cicli di lettura/scrittura nelle forme d’onda acquisite.

Questa funzione di decodifica identifica e separa i burst di dati di lettura e scrittura, analizzando l’allineamento di fase e il livello di segnale dei segnali DQ e DQS sul bus dei dati misurati. Sincronizza l’occhio del segnale dati DQ con il segnale strobe DQS. I burst di dati di lettura/scrittura DDR3 e DDR4 includono anche un preambolo che deve essere escluso dal diagramma a occhio. Le opzioni R&S®RTx-K91 e R&S®RTx-K93 rilevano in modo intelligente e omettono il preambolo prima del burst di dati per formare un corretto diagramma a occhio adatto per il test.

La separazione e la decodifica dei burst di lettura/scrittura si basa esclusivamente sulla relazione di fase tra DQ e DQS e sull’isteresi della soglia senza necessità di acquisire ulteriori segnali di controllo. È possibile catturare una durata maggiore dei burst DQ per creare un diagramma a occhio di scrittura e/o di sola lettura per i test. Una volta definito un diagramma, possono essere applicati strumenti di analisi quali un test con maschera, un istogramma e misure sul diagramma a occhio automatizzate.

Maschere a occhio per interfacce DDR3 e DDR4

Anche se non sono inclusi in tutte le specifiche DDR, i diagrammi a occhio sono gli strumenti preferiti per la verifica dell’interfaccia e il debugging nei progetti di sistemi che utilizzano le memorie DDR3 e DDR4. Mentre la specifica DDR4 definisce i parametri corrispondenti della maschera a occhio per il segnale dati DQ, la versione DDR3 non specifica una maschera a occhio per il segnale dati DQ. Tuttavia, una maschera a occhio DDR3 può essere derivata dalla specifica JEDEC utilizzando l’impostazione dei dati (tDS) e il tempo di tenuta (tDH) per definire la larghezza dell’occhio; la velocità di variazione e i livelli di tensione (VIH e VIL) definiscono l’apertura verticale dell’occhio. Questa metodologia per la costruzione della maschera può essere utilizzata in modo efficiente per verificare l’integrità del segnale sul bus dati, anche per i progetti dei sistemi DDR3. Notare che, nella specifica DDR3, la temporizzazione del segnale e i requisiti di livello dipendono dalle velocità di variazione effettive del segnale, nonché dal livello di riferimento e dalle velocità dei dati selezionati. Pertanto, bisognerà configurare la maschera del segnale dati in base alle caratteristiche del dispositivo.

La funzione di test della maschera standard degli oscilloscopi R&S®RTP e R&S®RTO agisce assieme all'opzione per diagramma a occhio del segnale dati DDR R&S®RTx-K91 e R&S®RTx-K93. Si possono definire i profili maschera richiesti e salvarli per effettuare i test successivi. Le violazioni della maschera sono indicate sulla forma d’onda (funzione di striscia occhi) e possono essere tabulate in base alle sequenze di intervalli unitari (IU). Ci si può, così, concentrare su singole violazioni delle maschere per analizzare ulteriormente ed eseguire il debug di problemi di integrità.

Ulteriori diagrammi a occhio per bus DDR

A differenza del bus dati bidirezionale, i segnali di comando/indirizzo e di controllo sono unidirezionali e non richiedono la separazione dei cicli di lettura/scrittura. Questi segnali sono sincronizzati con il segnale di clock CK. I test con maschere e diagrammi a occhio possono essere configurati come per il bus dati.

Riassunto

Per verificare il corretto funzionamento delle interfaccia di memoria DDR3 e DDR4, l'esecuzione dei test di conformità contribuisce a valutare l’interoperabilità secondo quanto definito negli standard JEDEC. Durante il debug dei problemi di integrità del segnale, sono necessarie funzionalità e strumenti di misura capaci di effettuare il rilevamento dei cicli di lettura/scrittura, la rappresentazione con diagrammi a occhio e l'esecuzione di test con maschera per facilitare le attività di analisi. Le opzioni R&S®RTx-K91 e R&S®RTx-K93 mettono a disposizione potenti funzionalità per effettuare i test di conformità, nonché la verifica e il debug dei progetti di sistemi che utilizzano memorie DDR3 e DDR4.