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作者：泰克科技 _____ 世界正在經(jīng)歷一個(gè)前所未有的時(shí)代，數據呈爆發(fā)增長(cháng)之勢，隨著(zhù)新技術(shù)在更廣泛的范圍內實(shí)現，這一趨勢預計將進(jìn)一步加快。典型的實(shí)例包括：5G形式的下一代無(wú)線(xiàn)通信，領(lǐng)域不斷擴展的人工智能和機器學(xué)習、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、加密貨幣、虛擬現實(shí)，甚至汽車(chē)等諸多領(lǐng)域。在整個(gè)2021年，預計生成的數據達到了44萬(wàn)億GB (440萬(wàn)億億字節)，估計地球上每人每秒生成了1.7MB數據。這么龐大的數據量都需要比以往更快的速度進(jìn)行存儲、訪(fǎng)問(wèn)和分析，這就要求系統擁有更高的帶寬，更高的存儲密度，更高的整體性能。 更快的內存給DDR5測試帶來(lái)新的挑戰 為應對生成的數據量越來(lái)越高，必需提高內存性能，來(lái)存儲、傳送和處理所有這些信息。這個(gè)流程的主要瓶頸是內存能夠訪(fǎng)問(wèn)和傳送數據的速度。內存訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間較慢，會(huì )導致整體系統性能拖后腿，而且數據吞吐量本身也受限于內存的傳送速率。在歷史上，高性能、快速訪(fǎng)問(wèn)內存的主導形式一直是雙數據速率同步動(dòng)態(tài)隨機訪(fǎng)問(wèn)內存(DDR SDRAM)。DDR SDRAM是上個(gè)世紀90年代作為標準推出的，問(wèn)世后得到極快速發(fā)展，2014年推出了第四代標準——DDR4。DDR4是一種內存接口，初期的數據傳送速率為1600 MT/s，隨著(zhù)標準走向成熟，最后達到了3200 MT/s。這在電腦處理器只有8核時(shí)足夠了，但當今28-64核多核處理器的問(wèn)世(未來(lái)可望達到80 – 96核)，則很明確，我們需要的內存性能已經(jīng)超出了DDR4的能力范圍。 為了幫助滿(mǎn)足這一需求，業(yè)內正從DDR4遷移到下一代DDR內存標準——DDR5。DDR5將接替上一代標準，成為占主導地位的快速增長(cháng)的標準。DDR5將在DDR4基礎上，在初期提供3,200 MT/s的傳送速率，最高可達6,400 MT/s，預計未來(lái)將擴展到高達8,400 MT/s。 DDR5帶來(lái)了一系列全新的挑戰，在實(shí)現和檢驗時(shí)必須克服這些挑戰。更高的數據速率會(huì )擴大要求的測試設備帶寬，要求新的流程來(lái)測量之前的方法測量不了的抖動(dòng)，要求接收機均衡形式的全新DDR單元，甚至要引入新的采用夾具的標準化測試，這些都是DDR5驗證面臨的重大挑戰。 解決方案：泰克示波器和TEKEXPRESS DDR TX軟件 DDR5改進(jìn)了性能，意味著(zhù)要求更高性能的設備，來(lái)分析和測試DDR5賦能的器件。為滿(mǎn)足這一性能需求，泰克開(kāi)發(fā)了一種深入的解決方案，利用高帶寬示波器和探頭硬件，如DPO71604SX和P7716，同時(shí)采用全新的軟件自動(dòng)化平臺。 
圖1. DDR5測試解決方案中使用的泰克工具。 泰克TekExpress DDR發(fā)射機(Tx)軟件是一種專(zhuān)門(mén)設計的自動(dòng)測試應用，可以根據JEDEC (聯(lián)合電子器件工程委員會(huì ))規范中規定的參數驗證和調試DDR5器件。泰克選項DDR5SYS (TekExpress DDR Tx)包括以下全部測試覆蓋范圍和多種調試工具： DRAM元件 數據緩沖器/RCD元件 系統電路板 嵌入式系統 服務(wù)器和客戶(hù)端/桌面 TekExpress DDR Tx支持根據DDR5 JEDEC規范測量50多種DDR5電氣和定時(shí)參數。它內置多種強大的工具，協(xié)助進(jìn)行表征和調試，如多選通功能、DDR5 DFE分析軟件及用戶(hù)可以全面控制測試條件的用戶(hù)自定義采集模式。 泰克TekExpress DDR Tx解決方案擁有多種獨特的創(chuàng )新功能，減少了測試中花費的工作量，加快了DDR系統和器件測試流程。TekExpress DDR Tx提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的分步操作的簡(jiǎn)便易用的界面，加快了測試過(guò)程。 測試和內存電路中采用的步驟 客戶(hù)可以使用以下步驟，檢驗產(chǎn)品是否滿(mǎn)足DDR5規范： 1. 把一只高阻抗泰克探頭焊接到要測試的DDR子系統上，允許訪(fǎng)問(wèn)關(guān)心的電信號。 2. 泰克TekExpress DDR Tx軟件分析探測到的信號，與DDR5規范進(jìn)行對比�？梢允褂檬静ㄆ魃线\行的其他軟件，執行各種測試，如繪制眼圖，測量相關(guān)電氣參數。 圖2是使用探頭接入器件，執行系統級TX測試的一個(gè)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，片上系統(SOC)與被測器件(DRAM/RCD/ DB)通信，通過(guò)DDR總線(xiàn)傳送雙向業(yè)務(wù)。用戶(hù)使用焊接在DRAM下面的內插器接入接口，使用高阻抗探頭放大器探測接口。TekExpress DDR Tx軟件為測量各種參數提供了必要的工具，如時(shí)鐘抖動(dòng)、讀/寫(xiě)定時(shí)、甚至眼圖。
圖2. 系統級TX測試。 3. 測試結束時(shí)，會(huì )生成一份測試通過(guò)/未通過(guò)報告，提供與被測器件、物理設置、被測參數與JEDEC規范對比等詳細信息。 4. 如果某項指標未通過(guò)測試，或發(fā)生非預期的結果，可以進(jìn)一步使用TekExpress DDR軟件解決方案調試結果。 使用泰克SDLA64進(jìn)行DFE接收機均衡和信號反嵌 信號傳送速度不斷提高和外形體積不斷縮小，給下一代多千兆位設計和測試方法帶來(lái)了多個(gè)挑戰。外形越小，信號接入越難，得到的探測點(diǎn)會(huì )不理想，進(jìn)而導致采集信號損耗和反射，因為理想的測量位置不存在阻抗斷點(diǎn)。 DDR5的出現，使得DDR測試和調試以前采用的工具變得不夠了。設計采用更高的數據速率，負載要求更加嚴格，順利訪(fǎng)問(wèn)信號不能說(shuō)不可能，但肯定會(huì )變得異常困難。解決這些問(wèn)題的有效方法之一，是采用泰克串行數據鏈路分析(SDLA)軟件包。通過(guò)SDLA功能，用戶(hù)可以通過(guò)反嵌流程，消除測試設置(探頭、內插器、電纜)的負載影響。不管是反射、插損、交叉耦合還是其他損傷，SDLA都提供了強大的功能，可以有效分析信號，就像這些效應不存在一樣。這可以大大提高獲得的測量的有效性和準確性，甚至會(huì )直接決定器件能否通過(guò)測試。 泰克DFE分析軟件 DDR中第一次以4階DFE (判定反饋均衡)的形式引入接收機均衡。在訪(fǎng)問(wèn)和分析DDR5信號時(shí)，這帶來(lái)了額外的挑戰。例如，即使在反嵌后，生成的眼圖可能仍會(huì )閉上(圖3)。為了讓眼圖進(jìn)一步張開(kāi)，必需實(shí)現DFE均衡。 泰克開(kāi)發(fā)了各種工具，幫助解決DFE在測試過(guò)程中引入的問(wèn)題�？梢允褂肧DLA，分析來(lái)自器件的連續數據流，從而訓練DFE增益和階值。然后可以使用DFE特點(diǎn)，輸入TekExpress DDR Tx自動(dòng)化軟件，在突發(fā)信號上生成應用DFE之后的眼圖。另外還可以使用獨立式DFE應用(TekExpress DDR Tx標配)，在自動(dòng)化框架以外應用DFE均衡后，用戶(hù)可以手動(dòng)生成和查看DDR信號。
圖3. 使眼圖中的眼睛張開(kāi)的實(shí)例。 抖動(dòng)噪底校準 DDR5對CLK、DQS和DQ提出了新的Rj/DJ抖動(dòng)測量要求。此外，Rj指標大約在0.5ps (非常嚴格)。泰克開(kāi)發(fā)了一種新的抖動(dòng)噪底噪聲校準技術(shù)，可以在泰克示波器上直接使用這種技術(shù)。該工具提供了一個(gè)選項，可以在噪聲校準過(guò)程中包括探頭、探頭尖端和反嵌過(guò)濾器文件，考慮額外生成或放大的噪聲。該工具全面集成示波器分析軟件(DPOJET)，從測量結果中消除示波器的噪聲抖動(dòng)。 總結 隨著(zhù)業(yè)界轉向DDR5開(kāi)發(fā)、測試和生產(chǎn)，要求新的硬件和軟件工具，來(lái)解決DDR5測試帶來(lái)的最新挑戰。泰克開(kāi)發(fā)了一系列高帶寬示波器和探頭，從DDR5器件中采集信號，同時(shí)為驗證開(kāi)發(fā)了強大的軟件工具。訪(fǎng)問(wèn)Tek.com進(jìn)一步了解我們的解決方案，觀(guān)看與DDR5和泰克解決方案有關(guān)的視頻演示或網(wǎng)上研討會(huì )。 |
