DDR存儲器,，也稱雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器，常用于高級嵌入式電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì),，包括計(jì)算機(jī),、交通運(yùn)輸、家庭娛樂系統(tǒng),、醫(yī)療設(shè)備和消費(fèi)類電子產(chǎn)品,。DDR的廣泛采用也推動著DDR存儲器自身的研發(fā)，在DDR 1和DDR 2逐漸得到普及并成熟運(yùn)用于某些行業(yè)的同時(shí),，新的DDR技術(shù)也開始出現(xiàn)在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,，如DDR3(第三代DDR技術(shù))和LPDDR(低功耗DDR技術(shù))器件，它們能提供更高的性能,。你可能認(rèn)為DDR存儲器的設(shè)計(jì)非常簡明,，但事實(shí)上，這些存儲器件中更高的數(shù)據(jù)率和更低的電壓常常會令你感到很難有設(shè)計(jì)裕量,。此外,，DDR接口是最為復(fù)雜的高速接口之一，因?yàn)槊總€(gè)存儲器件上都有很多引腳,；DDRII/III DQS,、DQ等信號線不是簡單的邏輯1和邏輯0，還包括高阻態(tài)；高速數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達(dá)到USB2.0和PCI-Express等串行技術(shù)的數(shù)百兆位每秒水平,。這樣一來,，驗(yàn)證DDR接口成為一項(xiàng)繁雜的任務(wù)。雖然示波器廣泛用于DDR接口的高性能物理層驗(yàn)證,，但DDR存儲器技術(shù)的復(fù)雜性使常規(guī)示波器的驗(yàn)證和調(diào)試成為一項(xiàng)挑戰(zhàn),。它可能會限制你進(jìn)一步測量的能力，如讀寫數(shù)據(jù)分離,、命令觸發(fā),、狀態(tài)機(jī)解碼和協(xié)議調(diào)試。針對此,，本文將重點(diǎn)介紹常規(guī)示波器驗(yàn)證過程中所遭遇的挑戰(zhàn),，以及MSO如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

　　驗(yàn)證挑戰(zhàn)

　　DDR存儲器接口的復(fù)雜,，不僅體現(xiàn)在它是并行接口,，每一根數(shù)據(jù)信號的傳輸率達(dá)幾百兆甚至超過1G比特每秒，而且還體現(xiàn)在DDR存儲器控制器和DDR 芯片間大量的信號互連,。一個(gè)典型DDR器件有20個(gè)以上的信號,，包括時(shí)鐘、6個(gè)控制信號,、12個(gè)地址信號,、1個(gè)選通信號和8個(gè)數(shù)據(jù)信號。當(dāng)啟動一項(xiàng)操作時(shí),，存儲器控制器要通過輸出至DDR芯片的控制信號發(fā)布命令,。傳統(tǒng)示波器只有4個(gè)模擬輸入通道，而您可能需要同時(shí)連接所有6個(gè)控制信號,，來確定發(fā)送至 DDR接口的命令類型,，更不用說很多時(shí)候設(shè)計(jì)人員需要同時(shí)觀察時(shí)鐘、數(shù)據(jù)選通和數(shù)據(jù)信號,。

　　即使設(shè)計(jì)人員能根據(jù)有限的控制信號推導(dǎo)出命令或狀態(tài),，但依據(jù)每一控制信號的高低狀態(tài)解碼當(dāng)前命令，并回溯至DDR規(guī)范的真值表仍很困難,。即使有可能實(shí)現(xiàn),，這也會是極為費(fèi)時(shí)和容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤的任務(wù)。解碼成百,，甚至上千的長波形跡線并保持跟蹤則會是一場噩夢,。由于示波器不能自動提供實(shí)時(shí)信息，手動查錯(cuò)工作將因費(fèi)時(shí)費(fèi)力而失去效率和效果,。

　　由于受示波器通道數(shù)的限制,，設(shè)計(jì)人員也許不能對所關(guān)注的信號作任何有意義的測量,。例如當(dāng)把示波器通道接至一個(gè)時(shí)鐘信號和三個(gè)控制信號后，就已經(jīng)用完了所有的示波器通道,。因此不能查看存儲器控制器要訪問的地址信號,，或是正在DDR總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號,。

　　對于存儲器控制器和DDR芯片的驗(yàn)證來說,，隔離讀寫操作的能力至關(guān)重要。由于DDR總線上的讀和寫操作使用相同的數(shù)據(jù)選通和數(shù)據(jù)信號進(jìn)行通信,，沒有將讀和寫操作區(qū)分開來分析的能力意味著示波器捕獲的波形將是混亂的,，不能有效表征存儲器控制器和DDR芯片的性能特性。要隔離讀寫操作,，就需要用有限的示波器通道隔離用于讀寫命令的控制信號,，但這是非常艱巨的任務(wù)。是否有隔離讀寫操作的更有效方法呢,？

　　如果上述挑戰(zhàn)對你來說還是可以應(yīng)對的,，別忘了你還需要花時(shí)間驗(yàn)證JEDEC規(guī)范定義的每一項(xiàng)測試參數(shù)。由于測試列表可能很長,，因此往往難以全面表征每一項(xiàng)測試,。進(jìn)行手動測量并不可取，而更不可取的是測試報(bào)告必須人工記錄和編制報(bào)告格式,。有沒有可用于執(zhí)行測量的已開發(fā)工具呢,？最重要的是物理層和協(xié)議層的查錯(cuò)極為棘手。通常情況下要同時(shí)使用邏輯分析儀和示波器,，但這將增加成本和學(xué)習(xí)時(shí)間,。上述所有對傳統(tǒng)示波器的挑戰(zhàn)導(dǎo)致出現(xiàn)了對全新示波器的巨大需求，這種示波器應(yīng)有不止4 個(gè)輸入通道,，還具備適用于驗(yàn)證和調(diào)試DDR接口的新能力,。

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圖1：混合信號示波器(MSO9000A)上的模擬通道和邏輯通道提供復(fù)雜的觸發(fā)、狀態(tài)機(jī)解碼和協(xié)議測量,，以超出傳統(tǒng)示波器的能力完成復(fù)雜的DDR驗(yàn)證和調(diào)試,。

　　混合信號示波器的新能力

　　一種被稱為混合信號示波器的非傳統(tǒng)式示波器，除4個(gè)模擬輸入通道外,，還有集成的邏輯通道,，儀器內(nèi)部的這兩種通道是時(shí)間相關(guān)的(注意示波器通道和邏輯通道在硬件上是集成到一臺儀器上，而不是兩臺儀器湊在一起,，或者一臺示波器外加一個(gè)邏輯分析儀小盒子),。可把這種儀器想象成一種由傳統(tǒng)示波器和邏輯分析儀組成的混合型工具,。由于有了更多的通道,，你現(xiàn)在可以把控制信號接到混合信號示波器的邏輯通道,，從而輕松地觸發(fā)各種命令，如激活,、預(yù)充電,、讀和寫，同時(shí)把模擬通道留出來作信號物理層測量?，F(xiàn)在,，涉及在多個(gè)控制信號上進(jìn)行復(fù)雜觸發(fā)的其它類型協(xié)議測量，比如寫延遲和自動預(yù)充電參數(shù)等等,，都可以用混合信號示波器完成,。

 　　MOS還提供DDR接口上的狀態(tài)機(jī)解碼和操作解碼命令信息。此前你可能必須手動解碼DDR協(xié)議或命令,，但MOS可以自動解碼這些命令,。它很快告訴你當(dāng)前控制信號狀態(tài)所對應(yīng)的命令，從而使你能專注于驗(yàn)證和調(diào)試,。通過它,，你還能很快告訴示波器隔離總線上的特定命令。例如你可以使用邏輯通道實(shí)現(xiàn)“寫命令” 觸發(fā),，在選通信號和數(shù)據(jù)信號上進(jìn)行參數(shù)測量,。

　　邏輯通道也能讓你同時(shí)觀看其它信號，如地址信號和數(shù)據(jù)信號,，這在傳統(tǒng)示波器上是不可能的,。有了這種能力，你就能更有效地查看DDR接口上的其它信息,。與模擬通道的結(jié)合使其成為一種功能強(qiáng)大的調(diào)試工具,，因?yàn)槟隳苡孟冗M(jìn)的交叉觸發(fā)能力很快找出物理層和協(xié)議層的問題。通過確定DDR接口上的故障類型,，就能在設(shè)計(jì)階段很快解決各種問題,。

　　用于驗(yàn)證的其它特性

　　為幫助你節(jié)省驗(yàn)證時(shí)間和減輕工作量，許多復(fù)雜步驟都可以通過內(nèi)置于MSO中的DDR自動“應(yīng)用程序”自動完成,。使用這些自動化測試軟件,，對每一測試參數(shù)的測量可重復(fù)多次，你可以通過全面的統(tǒng)計(jì)結(jié)果以及對最壞結(jié)果的屏幕捕獲,，對信號進(jìn)行深入剖析,。你所需要做的，只是把所需信號連接到 MSO,，選擇需要的測試項(xiàng)目,，如時(shí)鐘抖動測試、信號眼圖等,，然后執(zhí)行測試,。該應(yīng)用程序會自動生成完整的測試報(bào)告以進(jìn)行存檔或分享,。這樣做帶來很大好處，因?yàn)樵搼?yīng)用程序免除了原本需要手工完成的工作,，從而為你節(jié)省了大量時(shí)間和精力,。

圖2：DDR測試軟

　　除了用MSO的邏輯通道隔離讀寫命令外，你還能用MSO的區(qū)域觸發(fā)能力在示波器屏幕上畫出一個(gè)區(qū)域,，在無須耗用邏輯通道的情況下隔離出讀或?qū)懖僮鲗?yīng)的波形,。利用區(qū)域觸發(fā)能力，你還能根據(jù)波形是否經(jīng)過某一特定區(qū)域來區(qū)分是讀還是寫操作,。在圖3中,，DDR信號以長余輝模式顯示讀信號和寫信號的不同,。根據(jù)波形來區(qū)別行為特征,，寫操作是由存儲器控制器來驅(qū)動，讀操作由DDR芯片來驅(qū)動,，存儲器控制器和DDR芯片的電氣行為不可能相同,，所以讀操作和寫操作對應(yīng)的DQS數(shù)據(jù)選通波形通常會很不相同。你可以觀察DQS選通信號($波形)上的特征,，結(jié)合區(qū)域觸發(fā)功能,，輕松隔離讀和寫操作。這一特性的優(yōu)點(diǎn)是可把更多的邏輯通道留給信號測試,，如地址信號等,，而不是將其用于讀寫命令觸發(fā)。

圖3：使用混合信號示波器的區(qū)域觸發(fā),，寫信號從復(fù)雜的讀寫命令中成功分離出來,。邏輯通道留用于觀看DDR總線上的地址等其它信息。

　　隨著DDR存儲器技術(shù)的進(jìn)步,，用模擬通道數(shù)有限的傳統(tǒng)示波器進(jìn)行DDR驗(yàn)證和調(diào)試已越來越富于挑戰(zhàn)性,。借助MSO，你可以從容應(yīng)對各種測量挑戰(zhàn),，該產(chǎn)品提供物理層測試以外的更多測量能力?，F(xiàn)在，你可以用MSO的邏輯通道進(jìn)行復(fù)雜的觸發(fā),、狀態(tài)機(jī)解碼,、協(xié)議測量以及各種復(fù)雜的調(diào)試。通過一并提供的自動化應(yīng)用程序和區(qū)域觸發(fā)能力,，你現(xiàn)在有了可省時(shí)省力的更為強(qiáng)大的測量能力,。最終，這些會轉(zhuǎn)化為終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中更佳的質(zhì)量和更快速的上市時(shí)間,。

　　件示顯示根據(jù)JEDEC規(guī)范測量出的結(jié)果,，并告訴你測試是通過,、失敗(紅色標(biāo)記)還是擦邊通過($標(biāo)記)?？焖俚玫綔y量結(jié)果可以幫助你確定無須變動的設(shè)計(jì)部分,。