8位 16位 32位等几种DDR3或LPDDR3的PCB设计总结

2019-07-14 12:03发布

         以前因为工作需要使用全志A10和A31S设计了PCB,综合对比发现全志的设计约束 有如下特点: 1.DQS查分对和时钟差分对的约束一般为±800mil到±1000mil; 2.地址或控制线和时钟差分对的约束一般为±500mil到±600mil; 3.数据线组内约束都差不多为±50mil。          从网上下载了瑞芯微的不同IC约束进行分析,综合对比发现其比全志的约束要严 格的多。如: 1.DQS查分对和时钟差分对的约束一般为±120mil以内; 2.地址或控制线和时钟差分对的约束一般为±100mil以内; 3.数据线组内约束都差不多为±50mil。         通过以上两种约束情况,进行对比可得瑞芯微要苛刻的多。         全志优点是在进行布线时余量较大,一般只要将所有DDR3的地址线按照菊花链 连接起来,然后CPU拉出地址线即可设计完成。在设计时不需要将两片CPU按照中间 线严格对称,并且两片距离可以设置较靠近,一般距离为4至5毫米为好,两存储芯片 距CPU距离保持为300mil为好。         严格约束(以瑞芯微为例)要求地址线与时钟线保持在±150mil之内,这就给地址 线的分叉等长提出了很高的要求。现在结合8位和16位DDR3针对严格约束进行设计标 准化流程和方法,这样确保不管是哪家公司的方案都可以做到一通百通。         8位 16位 32位DDR3引脚分布图,如下:
                                                         8位和16位对比图
                                      32位引脚示意图 对比8和16位的DDR3引脚分布图,可发现一个重要规则,即: 1.两种类型IC地址线分布一模一样。 2.差异性重要是在多了8位数据线。 而32位则与前两者完全不同,其左边全部是地址线而右边全部是数据线。 多片DDR3的设计难点在于 1.每根地址线分叉分支严格等长(±100mil),这样保证拓扑结构对称。分叉点不产生振铃 现象(可使用CPU的IBIS模型SI仿真验证); 2.所有地址线分支线和时钟分叉等长,以保证足够的建立和保持时间正确采样。 3.对于数据走线部分很简单,不做介绍。但是有个重要原则,就是同组内数据线可以任意 调换,若在PCB布线时遇见不太好布通的情况,则可以实际进行同组数据线修改即可。
设计标准化在于DDR3的地址线的走线标准化制定: 标准流程1:DDR3和CPU的布局(布局很大程度上决定设计能否实现) 要求:#DDR3严格平行且对称,对称距离保证450至500mil。           #DDR3与CPU距离保持为300至350mil。
标准流程2:对称过孔矩阵设计(能否等长此为关键)

要求:#上下过孔要严格和中心线对称,且间距为DDR3的PIN间距。
           #过孔的网络名称按照标准4中模板进行排列,以达到与DDR3排线一致。            #超过DDR3底部的过孔数量以10至11个为好。        标准流程3:CPU至对称过孔阵列地址线拉出 要求:此阶段将CPU的引脚按照对称过孔阵列的排布,对称的拉出(暂不调整等长)。 标准流程4:选取一片DDR3(8位或16位)地址线拉出
要求:#按照下图所示模板拉出,照搬即可不用考虑(同时也要参考原厂设计范例排序, 可以少走弯路)。

       #过孔垂直距离为DDR3的pin和PIN间距,水平间距需加大以便形成连续地平面。       #时钟线必须位于控制和地址线上方。       #如果打算4层板布完线,从CPU到过孔对称阵列的转换过孔要必须在         时钟分叉线之上以方便在另一层平行线段的展开。       #16位地址线多几根,布线时比较拥挤。可以将过孔移动到引脚附近。 标准流程5:CPU至一片DDR3地址线等长调整 要求:在此阶段进行等长调整,主要是为CPU至对称过孔阵列之间的线长调整。因为DDR3 附近区域很窄,这样等长转移到了CPU至对称区域,有足够的空间进行布线调整。 标准流程6:DDR3(8位或16位)所有布线复制到其他芯片,并将所有芯片的地址线过孔 阵列连接(标准4中),然后完成所有连接。
要求:#不带网络名进行复制,加快走线效率。 按照以上步骤和要求可以达到设计严谨和有效个目的。