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隨著DDR5內(nèi)存速率飆升至8800MT/s,高速信號(hào)完整性測(cè)試面臨挑戰(zhàn)。專業(yè)測(cè)試測(cè)量解決方案提供商——Teledyne LeCroy(力科)近日發(fā)布了其新一代DDR5/LPDDR5系統(tǒng)物理層完整測(cè)試方案,以多維度技術(shù)矩陣覆蓋從研發(fā)調(diào)試到自動(dòng)化產(chǎn)線測(cè)試的全場(chǎng)景需求,為服務(wù)器、AI計(jì)算、高性能PC及消費(fèi)電子等領(lǐng)域提供精準(zhǔn)可靠的測(cè)試保障。
DDR5系統(tǒng)物理層測(cè)試的核心難點(diǎn)在于:讀信號(hào)和寫信號(hào)共享同一條數(shù)據(jù)總線,但二者必須分別進(jìn)行分析測(cè)量。讀波形由DRAM發(fā)出,寫波形由控制器發(fā)出,而低速命令/地址控制總線(CA總線)則是判斷信號(hào)類型的關(guān)鍵信息來(lái)源。

在嵌入式應(yīng)用和DIMM兩側(cè)都有芯片的場(chǎng)景中,Interposer板是比較有效的探測(cè)方式——通過(guò)將Interposer板底部焊接到DDR BGA焊盤,再將內(nèi)存組件焊接到頂部,實(shí)現(xiàn)從BGA測(cè)試點(diǎn)到信號(hào)的精確提取。

DDR5系統(tǒng)測(cè)試需要捕獲的信號(hào)
DDR5系統(tǒng)物理層測(cè)試,需要捕獲以下最重要的三個(gè)高速信號(hào):
● Clock(CK)
● Strobe(DQS)
● Data(DQn)
這些信號(hào)需要作為模擬波形分析,以反映信號(hào)完整性,至少需要三根差分探頭完成測(cè)試

除了這三個(gè)重要的高速信號(hào)外低速命令總線信號(hào)CA,可控制接口的操作,并可指示高速信號(hào)不同的狀態(tài),將命令總線信號(hào)的邏輯狀態(tài)與高速CK、DQ和DQS模擬信號(hào)結(jié)合起來(lái),可以更準(zhǔn)確地洞察系統(tǒng)的行為,命令總線信號(hào)主要包括以下狀態(tài):
● Deselect
● No operation
● Read
● Write
● Bank Activate
● Precharge
● Refresh
● Mode Register Set

力科作為JEDEC協(xié)會(huì)認(rèn)證會(huì)員,深刻洞察到DDR5速率大幅提升帶來(lái)的測(cè)試挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)DDR3/DDR4時(shí)代通過(guò)DQ和DQS信號(hào)相位差(0度或90度)來(lái)區(qū)分讀/寫信號(hào)的方法,在DDR5高達(dá)8800MT/s的速率下已不再可靠——信號(hào)完整性問(wèn)題使得實(shí)際探測(cè)到的相位差偏離理想值,分離準(zhǔn)確度大幅下降。為此,力科從多維度的測(cè)試考慮,準(zhǔn)備了四種不同的DDR5測(cè)試方案。
力科此次推出的DDR5測(cè)試方案涵蓋四種技術(shù)路線,可根據(jù)用戶的實(shí)際硬件配置和應(yīng)用場(chǎng)景靈選擇:
該方案采用力科HDA125高速數(shù)字分析儀及前端數(shù)字探頭,配合WaveMaster 8000HD系列高帶寬示波器及DDR5測(cè)試分析軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)命令總線的完整解碼。HDA125可解碼Bank Activate、Write、Read、Refresh、Precharge等最多21個(gè)命令,通過(guò)命令真值表精確識(shí)別讀/寫操作,實(shí)現(xiàn)帶標(biāo)識(shí)的讀/寫波形自動(dòng)分離及顯示。
核心優(yōu)勢(shì):讀/寫波形分離準(zhǔn)確度最高,適合對(duì)測(cè)試精度要求比較高的研發(fā)與驗(yàn)證場(chǎng)景。


無(wú)需HDA125硬件,只需要一個(gè)額外的示波器模擬通道去拾取CA4信號(hào)(需增加一根額外的低速模擬探頭),基于CA4信號(hào)和延遲值(CL/CWL)進(jìn)行讀/寫波形分離。硬件配置更簡(jiǎn)單,但分離準(zhǔn)確度略低于完整解碼方案。

保留DDR3/DDR4時(shí)代的傳統(tǒng)方法,讀/寫信號(hào)分離通常是通過(guò)DQ和DQS信號(hào)的相位差來(lái)區(qū)分,但是DDR5速率大幅提高,最高可達(dá)8800MT/s,信號(hào)完整性問(wèn)題會(huì)使得實(shí)際探測(cè)到的DQ和DQS信號(hào)之間的相位差并不是嚴(yán)格的0度或90度,相位分離方法降低了讀/寫波形分離的準(zhǔn)確度,適合對(duì)速率要求較低的兼容性測(cè)試場(chǎng)景。

區(qū)域觸發(fā)測(cè)試方案主要根據(jù)DDR5讀/寫信號(hào)波形形狀的不同,在示波器屏幕上劃定不同區(qū)域快速篩選讀/寫波形,但某個(gè)時(shí)刻只能分析一種數(shù)據(jù)包,適合調(diào)試階段快速定位問(wèn)題。

針對(duì)日益增長(zhǎng)的移動(dòng)端和消費(fèi)電子需求,力科同時(shí)推出了QPHY2-LPDDR5自動(dòng)化測(cè)試軟件,為L(zhǎng)PDDR5(3200~6400 Mbps)和LPDDR5x(7500~8533 Mbps)提供系統(tǒng)級(jí)測(cè)試方案。
LPDDR5引入了全新的信號(hào)邏輯架構(gòu):傳統(tǒng)的雙向Strobe信號(hào)(DQS)被寫時(shí)鐘(WCK)和讀Strobe信號(hào)(RDQS)兩個(gè)單向信號(hào)取代,消除了總線周轉(zhuǎn)延遲,實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化功耗管理。

面對(duì)這種全新的架構(gòu)QPHY2-LPDDR5采用RDQS探測(cè)方法進(jìn)行讀/寫分離,無(wú)需HDA125即可高效完成測(cè)試,支持的信號(hào)包括寫時(shí)鐘(WCK)、讀Strobe(RDQS)和數(shù)據(jù)(DQ)。

值得注意的是,與USB、PCIe等協(xié)議不同,DDR產(chǎn)品沒(méi)有g(shù)uanfang的一致性測(cè)試Logo,也沒(méi)有針對(duì)會(huì)員設(shè)備的一致性測(cè)試工作會(huì)議。這意味著設(shè)計(jì)者需要自行擬定測(cè)試策略。力科作為JEDEC協(xié)會(huì)認(rèn)證會(huì)員,其完整的DDR5測(cè)試方案矩陣為業(yè)界提供了從入門到gaoduan的靈活選擇,有效彌補(bǔ)這一市場(chǎng)空白。
隨著AI大模型訓(xùn)練、高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心對(duì)內(nèi)存帶寬需求的持續(xù)增長(zhǎng),DDR5測(cè)試的精確性和效率將直接影響產(chǎn)品上市周期和系統(tǒng)可靠性。力科此次發(fā)布的DDR5測(cè)試方案,以"硬件+軟件+自動(dòng)化"三位一體的技術(shù)架構(gòu),正在為內(nèi)存產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展鋪就一條可靠的測(cè)試之路。
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