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研究生: 彭彥棋
Yen-Chi Peng
論文名稱: 針對高速記憶體介面訊號之訊號完整性模擬與分析
Simulation and Analysis for Signal Integrity Issues of High-Speed Memory Interface Signal
指導教授: 柯正浩
Cheng-Hao KO
口試委員: 沈志霖
none
吳正信
none
李敏凡
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 共模擬訊號完整性Double Data Rate 3 Synchronous Dynamic Random Access MemoryOn Die Termination
外文關鍵詞: co-simulation, signal integrity, DDR3, ODT
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由於電子產品的功能日趨複雜,資料傳輸速率的不斷提高,DDR(Double Data Rate,雙倍資料速率)介面的設計需求越來越多,為解決設計過程中訊號品質和時序問題,以滿足多樣和複雜的應用需求,本研究從晶片、封裝到PCB (Print Circuit Board,印刷電路板)以共模擬的模擬設計方式著手,需透過不斷的優化,來提升高速記憶體介面設計的準確性。
本論文主要針對DDR3 SDRAM(Double Data Rate 3 Synchronous Dynamic Random Access Memory,雙倍資料速率同步動態隨機存取記憶體)的訊號完整性,對設計原理、開發流程、建立模型、模擬分析、優化方法等進行研究,重點對高速記憶體介面的特點、匹配方式、系統結構和ODT(On Die Termination)的影響等進行分析,並基於晶片→封裝設計→PCB設計,建立完整的模型,萃取接近真實工作情況的S參數模型,透過眼圖與時序分析,於ODT不開及開ODT 120Ω時的DDR3 DQ/DQS進行差異性比較,可明顯看出DQ0~DQ7的眼圖訊號在開啟ODT 120Ω後比不開ODT時,至少多開了30% 的眼寬及20% 的眼高,DQS的jitter小了200%,且DQ訊號皆無過衝的情況發生,可滿足DDR3之電氣特性規範。而在時序分析Tvb / Tva,開ODT 120Ω 的餘量比不開ODT時至少大10%,兩者同時皆可滿足DDR3規範之時序基準。


Due to the increasing complexity of electronic product features and constant improvement of data rate, DDR interface design has become more demanding. In order to solve the design process problem of signal quality and timing sequence, we must satisfy the needs of diverse and complex applications. This study is about researching from chip, package to Printed Circuit Board (PCB). With co-simulation analog design method and continuous optimization, we can improve the high speed memory interface design accuracy.
The research is mainly for DDR3 SDRAM of signal integrity to design principle, develop process, build model, simulation analyze and optimization method. It focuses on the impact analysis of the high speed memory interface features, impedance matched, system structure and On Die Termination (ODT). In addition, based on chip, package design, the PCB design, we build a complete model and trace close to the real work case of s parameter model. The performance of the eye diagram and timing sequence of the DDR3 DQ/DQS for ODT-off and ODT120Ω-open are compared. We can see ODT120Ω is better than ODT off at least 30% eye width and 20% eye height in DQ, smaller 200% jitter in DQS and no overshoot condition, that can pass JEDEC DDR3 electrical spec. The timing sequence analysis Tvb/Tva timing margin in ODT120Ω is better than ODT off at least 10% estimate, both can pass DDR3 timing spec.

致謝 ………………………………………….……..………….……………I 中文摘要 …………………………………….……..………….…………...II Abstract …………………………………….……..………….…………….III 目錄 …………………………………………..…………….……..…….....IV 圖目錄 ……………………………………...…………………..…………VII 表目錄 ….………………………………………………..…………….…XIII 第一章 序論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 2 1.3 本文架構 2 第二章 原理探討 3 2.1 傳輸線理論 3 2.1.1 傳輸線方程式 4 2.2 特性阻抗 8 2.3 反射(反射係數和訊號反射) 8 2.4 S參數 9 2.5 IBIS模型 10 2.6 DDR SDRAM 11 2.6.1 DDR3架構 13 2.6.2 DDR3匯流排訊號 13 2.6.3 DDR3工作原理 15 2.6.4 DDR3特性 17 第三章 模擬架構與設計 19 3.1 模擬架構 19 3.2 分析方法 20 3.2.1 I/O buffer驅動能力 21 3.2.2 封裝設計 24 3.2.3 PCB設計 25 3.2.4 匹配方式 26 3.2.5 功耗要求 33 3.3 模擬設計流程 37 3.3.1 S參數萃取流程 38 3.4 模型建立 39 3.4.1 模擬環境設置 47 3.5 訊號分析 48 第四章 模擬結果分析 52 4.1 電氣特性分析 52 4.2 時序計算分析 63 第五章 結論 87 5.1 結論 87 5.2 建議設計 88 第六章 未來展望 89 6.1 未來展望 89 參考文獻 90 附錄 92

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無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/23 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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