关于DDR3信号扇出和走线问题解析
> 关于DDR3信号扇出和走线问题解析     2018-11-15

DDR3内存已被广泛地使用,专业的PCB设计工程师会不可避免地会使用它来设计电路板。本文为您提出了一些关于DDR3信号正确扇出和走线的建议,这些建议同样也合用于高密度、紧凑型的电路板设计。

DDR3设计规则和信号组

让我们从以DDR3信号分组建立高速设计规则讲起。在DDR3布线时,一般要将它的信号分成命令信号组、节制信号组、地址信号组、数据信号0/1/2/3/4/5/6/7分组、时钟信号组和其他。举荐的做法是,在同一组别中的所有信号按照“相同的方式”走线,使用同种拓扑结构和布线层。

图1: DATA 6分组中所有信号都是以“相同方式”布线的,使用相同的拓扑结构和布线层。

举个例子,我们来看一下图1的走线进程,所有DATA 6分组的信号都是从第1层切换到第10层的,然后到第11层,之后再切换到12层。分组中的每一个信号都有相同的层切换,通常都走相同距离,使用相同的拓扑结构。

如斯布线的一个优势在于,当作信号线长度调剂时(也称延迟或相位调剂),通路中的z轴长度可以疏忽不计。这是由于所有信号均具相同的布线方式,有着完全相同的过孔定义和长度。

创建DDR3信号组

AlTIum Designer提供了创建必要信号组的简便方法,可以在项目的原理图中完成。首先,把一个Blanket放在将要生成一个信号组的网络上。然后,在Blanket的边沿上放置一个PCB direcTIve,把它定义为一个网络组。请参见图2示例。

图2 :使用Blankets and PCB direcTIves定义用于DDR3信号布线的网络类组。

为网络组指定颜色

当我们使用工程变更ECO(在Design » Update PCB Document...), 把新定义的网络组导入到PCB后,为每一个信号组设定不同颜色是无比有用的。进入到PCB面板,右击目标网络类组,在弹出的菜单当选择扭转网络颜色,就能够为这个网络组定义颜色了, 如 图3所示。

图3:给每一个网络组指定不同颜色,在布线时就很容易区别它们了。

一旦选定了颜色,再次右击网络组并选择 Display Override » Selected ON。这样就能够确保,所选的颜色可以覆盖对于象的颜色,不管当前是甚么图层。

如果还没有开启Net Color Override选项,网络就不会变为你所选颜色。这类情况下,使能View » Net Color Override AcTIve选项,或使用 F5键,就能够把这个设置全局化,利用到所有的网络。接下来,我们就能够扇出CPU的DDR3接口部份的信号了。

准备好扇出CPU的DDR3接口信号了吗?

选择适合的过孔并为特定信号组确定所用的PCB层,会大大下降DDR3信号布线的难度。信号组的颜色各异,也有助于在设计时区别它们。

图4 :选择适合的过孔尺寸可以节省布线空间。

相比于通孔,微孔(μVia)占用更少空间。在同一区域中,我们能够扇出更多的走线。微孔还可以节省其他层上的布线空间,节省下来的空间可用于更多的走线。

为何地址、命令和节制信号需要使用微孔?

对于于DDR3信号组群来讲,地址、命令和节制组拥有最多的信号数量。如果我们选用了通孔,那末在所有层上会占用大量空间。如果选择微孔,我们只需要占用第3层上的空间。同时,由于微孔的直径较小,在第3层上我们还能节省出更多的空间来扇出信号。

图5 :微孔间两到三根导线可以完成布线,同一空间,通孔间则需要一根导线。

为何与地址、命令和节制群组信号最近的信号组使用通孔扇出?

地址、命令和节制组中的某些信号,需要用到前面提到的“最近群组”下方的空间。

图6 :有些地址、命令和节制信号,会走在与它们最近信号焊盘下。

当把地址、命令或节制组信号通过微孔在第3层完成走线后,那末在它们下面的第10层就会有空余空间,这片空间可以用来扇出与它们最近的信号组。

图7 :微孔扇出走线下面空间可以用来扇出所谓“最近组”的信号。

为何外围信号组使用微孔扇出?

上图可以很显明地看出,第10层没有剩余空间来扇出组外信号。所以,这些信号在第3层、使用微孔扇出是最佳选择。

注意:同层、同过孔、同微孔的“扇出技术”,也能够利用于其他接口(例如,PCI,ISA ...)。通过这类方法,再密集的布线设计也能够轻松实现。

结论

经过周密的规划,完成DDR3接口信号的走线和长度调剂是无比轻松的,即便在最紧凑和高密度的设计中,也能够实施。iMX6 Rex就是一个很好地展示如何细致的规划并完成走线的例子。遵循Robert的规划和步骤,任何DDR3设计,均可以在更短期内,更大程度地完成设计。

 

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