DDR4的單、雙DIE兼容，不做仿真行不行？

公眾號(hào) | 高速先生，作者 | 姜杰

地址信號(hào)一驅(qū)五的DDR4拓?fù)浜艹Ｒ?jiàn)，可是，一驅(qū)五拓?fù)溥€要求單DIE、雙DIE顆粒兼容的你有見(jiàn)過(guò)嗎？

案例開(kāi)講之前，先簡(jiǎn)單介紹下DIE，英語(yǔ)學(xué)的好的同學(xué)都知道這個(gè)詞的意思不太吉利，不過(guò)，芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的DIE（裸晶）是另外一個(gè)意思，它通常指的是芯片內(nèi)部一個(gè)單獨(dú)的晶圓區(qū)域，包含了芯片的一個(gè)或一組完整功能單元，大致可以理解為去掉了封裝和引腳的芯片。芯片根據(jù)功能和規(guī)模由一個(gè)或多個(gè)DIE構(gòu)成。

了解了芯片DIE的概念，相信各位已經(jīng)能意識(shí)到我們這個(gè)案例兼容雙DIE顆粒的難度了，沒(méi)錯(cuò)，相比于單DIE方案，雙DIE方案相當(dāng)于接收端數(shù)量直接翻番，信號(hào)路徑更加復(fù)雜，負(fù)載也更重，信號(hào)質(zhì)量的惡化基本可以預(yù)見(jiàn)。

讓高速先生略感欣慰的是，客戶也認(rèn)可雙DIE顆粒的實(shí)現(xiàn)難度，因此，可以在保證單DIE顆粒3200Mbps速率的基礎(chǔ)上，再考慮兼容雙DIE顆粒。

遇到如此善解人意的客戶，高速先生絲毫沒(méi)有放松，首先對(duì)一驅(qū)五拓?fù)涞膯蜠IE顆粒方案進(jìn)行優(yōu)化。熟悉高速先生文章的同學(xué)一定還記得，對(duì)于一驅(qū)多Clamshell拓?fù)涠裕瓷鋾?huì)在靠近主控芯片處的近端顆粒處積累，因此，我們會(huì)重點(diǎn)關(guān)注信號(hào)質(zhì)量較差的近端顆粒。原始眼圖確實(shí)不盡如人意，無(wú)論是信號(hào)質(zhì)量還是時(shí)序，都滿足不了協(xié)議要求。

通過(guò)對(duì)PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行一系列的優(yōu)化，近端信號(hào)質(zhì)量大有改善。

不得不說(shuō)，眼見(jiàn)信號(hào)質(zhì)量由壞變好，高速先生還是蠻有成就感的。只不過(guò)，愉悅的心情沒(méi)有持續(xù)太久，因?yàn)楹芸炀涂吹搅水?dāng)前設(shè)計(jì)上的雙DIE顆粒仿真結(jié)果。和預(yù)期的一樣，雙DIE顆粒的信號(hào)質(zhì)量慘不忍睹，連信號(hào)質(zhì)量最好的遠(yuǎn)端顆粒都達(dá)不到有效眼高。

不過(guò)，通過(guò)觀察對(duì)比，還是能發(fā)現(xiàn)雙DIE顆粒容性較大的特點(diǎn)，下面是單DIE方案的遠(yuǎn)端顆粒眼圖，相比上圖，信號(hào)的上升沿明顯陡峭很多。

為了能更清楚的說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，高速先生分別在近端和遠(yuǎn)端對(duì)比了單、雙DIE顆粒在相同激勵(lì)下的信號(hào)上升時(shí)間。

通過(guò)比較，我們可以得到兩個(gè)信息：一是對(duì)于不同類型的顆粒，雙DIE顆粒容性更強(qiáng)，對(duì)信號(hào)上升沿衰減更大；二是對(duì)于相同類型的顆粒，由于容性負(fù)載效應(yīng)，遠(yuǎn)端顆粒的上升沿衰減比近端顆粒大。

接下來(lái)的事情就是針對(duì)雙DIE顆粒的拓?fù)溥M(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化了。在仿真過(guò)程中，高速先生發(fā)現(xiàn)，適用于單DIE顆粒的端接電阻Rtt阻值，卻未必能用在雙DIE顆粒的方案上。比如，對(duì)于單DIE顆粒，Rtt 33.2ohm時(shí)信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)于Rtt 24.9ohm的情況；而對(duì)于雙DIE顆粒，Rtt 24.9ohm時(shí)信號(hào)質(zhì)量卻比Rtt 33.2ohm時(shí)要好。

關(guān)于端接電阻對(duì)DDR地址信號(hào)的影響，高速先生之前專門(mén)寫(xiě)過(guò)一篇文章，感興趣的同學(xué)可以看看：端接電阻沒(méi)選對(duì)，DDR顆粒白費(fèi)？

和以往的劇情不同，對(duì)于該案例的雙DIE顆粒，雖然嘗試了各種優(yōu)化方法，最終也未能找到一個(gè)兩全其美的兼容方案，客戶無(wú)奈接受了雙DIE顆粒需要降頻的現(xiàn)實(shí)。

本案例一方面說(shuō)明了沒(méi)有萬(wàn)能的拓?fù)?，同樣的設(shè)計(jì)，不同DDR顆粒的結(jié)果可能不同；另一方面，從積極的角度來(lái)看，不同的主控芯片、不同的顆粒數(shù)量，對(duì)結(jié)果也都會(huì)有影響，所以，本案例無(wú)法實(shí)現(xiàn)并不代表其它案例的單、雙DIE兼容無(wú)法達(dá)成。

回到本文題目的問(wèn)題，相信大家已經(jīng)有了答案。仿真不是萬(wàn)能的，比如這個(gè)案例中的雙DIE方案；仿真也不是沒(méi)有用，比如本案例中的單DIE方案，經(jīng)過(guò)仿真優(yōu)化才最終達(dá)到目標(biāo)速率?？偠灾痪湓?，道阻且長(zhǎng)，仿真護(hù)航。

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