分支长短对信号波形的影响
说明: DDR 信号拓扑经常会遇到一对多的情况。本文以 DDR3 地址线为例,通过不同长度分支的仿真对 比,了解分支长短对波形的影响,进而在设计中进一步关注此问题。
8颗DDR3地址线菊花链拓扑
根据菊花链的原理,上图中离 FPGA 近的 DDR3-8 叠加了后面七颗的反射故波形相对比较糟糕,而 后面几颗相对较好,所以我们此处只看 DDR3-8 的波形,以便简化分析。
分支长度为 30mil(红色) 、100mil(蓝色) 、200mil(绿色)时的波形:
分支长度为 200mil(红色)、300mil(蓝色)、500mil(绿色)时的波形:
分支长度为 500mil(蓝色) 、1000mil(绿色)时的波形:
通过上面三图可以看出,分支长度越短,波形越好,分支长度越长,波形越差。综合各方面考虑,8颗 DDR3 地址线菊花链拓扑的情况建议分支长度控制在 200mil 以内。
8颗DDR3地址线菊花链+T拓扑
根据菊花链的原理,上图中离 FPGA 近的 DDR3-4/DDR3-8 叠加了后面六颗的反射故波形相对比较糟糕,而后面几颗相对较好,所以我们此处只看 DDR3-4/DDR3-8 的波形,以便简化分析。
分支长度为 30mil(红色)、100mil(蓝色)、200mil(绿色)时的波形:
分支长度为 200mil(红色)、300mil(蓝色)、500mil(绿色)时的波形:
分支长度为 500mil(蓝色)、1000mil(绿色)时的波形:
通过上面三图可以看出,分支长度越短,波形越好,分支长度越长,波形越差。在分支 300mil 时波形已大幅恶化,在分支500mil时波形已完全Fail。综合各方面考虑,8 颗 DDR3 地址线菊花链+T拓扑的情况,T拓扑分支需要尽可能短,最好采用正反贴换 pin 的方式处理,建议分支长度控制在 100mil左右,不宜过长。
通过上面两种拓扑的仿真对比,在分支较长时菊花链拓扑明显比菊花链+T 拓扑的信号质量要好,且菊花链较易控制分支长度, 菊花链+T拓扑则分支长度相对较长且不易缩短,实际设计时优选菊花链拓扑(菊花链拓扑需要以控制芯片支持 Write Leveling 功能为前提)。