Pruebas eficientes de diagrama de ojos para diseños de sistemas DDR3/DDR4

Su tarea

Al probar la calidad de la señal en una interfaz DDR, la medición de diagramas de ojos, dirección/comando y señales de control ayudan a revelar y depurar los potenciales problemas de integridad de señal en el sistema. Es así que la función de diagrama de ojos goza de gran popularidad entre muchos ingenieros de integridad de señal (SI) puesto que les permite determinar rápidamente el rendimiento de la interfaz DDR. A pesar de que las pruebas de conformidad verifican las características de los grupos de señales DDR de acuerdo con las especificaciones JEDEC, estas pruebas carecen de flexibilidad para analizar y depurar eficientemente los problemas de integridad de la señal. Aquí, la medición del diagrama de ojos es la herramienta idónea. Para la dirección/comando unidireccional y grupos de señales de control no se requiere que haya una separación de lectura y escritura.

Sin embargo, dado que el bus de datos facilita la transferencia de datos bidireccionales entre el controlador de memoria y el dispositivo de memoria, la obtención de datos requiere de una gran separación de lectura y escritura junto a una superposición de bits consecutivos dentro de la ráfaga de datos.

La solución de Rohde & Schwarz

Las opciones de software para pruebas de conformidad e integridad de señal; R&S®RTx-K91 (DDR3, DDR3L, LPDDR3) y R&S®RTx-K93 (DDR4, LPDDR4); se destacan por ofrecer pruebas completas de conformidad automatizada DDR y LPDDR, incluyendo una función adicional para separar eficientemente las ráfagas de lectura y escritura, así como la medición de diagrama de ojos DDR.

Ojos de datos DDR: separación de las ráfagas de lectura y escritura

Los programas R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93 vienen con una opción de decodificación que ayuda a distinguir todos los ciclos de lectura y escritura en las formas de onda adquiridas.

Esta función decodificadora identifica, separa, lee y escribe las ráfagas de datos, analizando la alineación de fase y el nivel de señal DQ y DQS en el bus de datos medido. Ello sincroniza el diagrama de ojos DQ a la señal estroboscópica DQS. Las ráfagas de datos de lectura y escritura DDR3 y DDR4 también incluyen un preámbulo que necesita ser excluido del diagrama de ojos. Las opciones de los programas R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93 detectan inteligentemente y omiten el preámbulo anterior a la ráfaga de datos para formar un apropiado diagrama de ojos compatible con la prueba.

La separación y decodificación de las ráfagas de lectura y escritura están basadas unicamente en la relación de fases DQ y DQS y en la histéresis de umbral sin la necesidad de sondear señales de control adicionales. Los usuarios pueden capturar una larga duración de ráfagas de DQ para crear un diagrama de ojos de lectura y/o escritura para las pruebas. Una vez que se establece un diagrama de ojos, se pueden aplicar herramientas de análisis tales como pruebas de máscara, histogramas y mediciones de ojos automatizadas.

Máscaras de ojos en DDR3 y DDR4

Aunque no están incluidos en todas las especificaciones DDR, los diagramas de ojos son las herramientas idóneas para la verificación y depuración de interfaces en los diseños de sistemas DDR3 y DDR4. Mientras que la DDR4 define los parámetros correspondientes de la máscara de ojos para la señal de datos DQ, la DDR3 no especifica una máscara para los diagramas de ojos DQ. Sin embargo, una máscara de ojos DDR3 se puede obtener a partir de la especificación JEDEC usando la configuración de datos (tDS) y el tiempo de espera (tDH) para definir el ancho de los ojos; las velocidades de respuesta y los niveles de voltaje (VIH y VIL) definen la apertura vertical de los ojos. Esta metodología para construir la máscara puede utilizarse eficientemente para probar la integridad de la señal en el bus de datos, incluso para diseños de sistema DDR3. Obsérvese que en la especificación DDR3, los requisitos de nivel y sincronización de la señal dependen de las velocidades de respuesta reales de la señal, así como del nivel de referencia seleccionado y las velocidades de transmisión de datos. Por lo tanto, el usuario deberá configurar la máscara de datos de acuerdo con las características del dispositivo.

La función de prueba de máscara estándar de los osciloscopios R&S®RTP y R&S®RTO funciona junto con la herramienta de diagrama de ojos DDR3 R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93. Los usuarios pueden definir los perfiles de máscara requeridos y guardarlos para realizar pruebas más adelante. Las infracciones de la máscara se indican en la forma de onda (función de franja de ojo) y se pueden tabular de acuerdo con las secuencias de intervalos de unidades (IU). Los usuarios pueden ampliar las infracciones de la máscara para analizar y depurar los problemas de integridad de la señal.

Más diagramas de ojo en DDR

En contraste con el bus de datos bidireccional, la dirección de comandos y señales de control son unidireccionales y no requieren separación de lectura y escritura. Estas señales están sincronizadas a la señal de reloj (CK). Las máscaras de ojos, pruebas de máscara y bus de datos pueden ser configuradas de la misma manera.

Resumen

En las pruebas de la interfaz de la memorias DDR3 y DDR4, las pruebas de conformidad ayudan a comparar la interoperatividad contra el estándar JEDEC. Al depurar problemas de integridad de señal (SI), se necesitan funciones y herramientas tales como detección de lectura y escritura, diagramas de ojos y pruebas de máscara para facilitar el esfuerzo de análisis. Las opciones R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93 ofrecen vastas herramientas para los ensayos de conformidad, así como una verificación y depuración de los diseños de sistemas DDR3 y DDR4.