DDR设计的那些事,DIMM,SO-DIMM及板载颗粒等各形式布线策略详述

时间:2021-05-02 14:33:16 来源:宁晋电脑网 作者:网友

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方法/步骤

前两天有网友在卧龙会社群里问了这样一个问题,说:"为什么主板上面那么多的DDR条,只要很少的布线层就可以布的通?""两根DDR4 SODIMM上下叠放,感觉线好多"

DDR设计的那些事,DIMM,SO-DIMM及板载颗粒等各形式布线策略详述

图1

希望下面的内容能给提问朋友提供一点思路,DDR涉及的内容很多,在设计中也是非常重要的一部分,在PCB中一般是作为核心来处理,本文主要和大家一起讨论下DDR在PCB设计中的方法和技巧。原创网站:卧龙会IT技术

DDR的发展史及各时期DDR的特质

DDR经历了很多代历史的发展:如 DDR、DDR2、DDR3,DDR4;

现在我们设计中遇到比较多的是DDR3和DDR4;

我们先来了解下DDR3和DDR4的一些基本的信息:

DDR3的电压是1.5V, DDR3L的电压是1.35V,工作频率有800Mhz、1066Mhz、1333Mhz、1600Mhz、1866Mhz、2400Mhz;其中1333Mhz和1600Mhz是常见的。

DDR4的电压是1.2V,常见的工作频率也很多种,像2133Mhz、2400Mhz、2666Mhz、3000Mhz等;其中2133Mhz和2400Mhz是常见的。

DDR在主板中的电路连接方式

DDR 插槽方式

DDR插槽分DIMM和SO-DIMM,像上面网友截的图1来看,都是DIMM槽,而不是SO-DIMM插槽;我们先来认识一下这两种插槽的区别

1, DIMM插槽

DIMM槽多数是用在台式机主板上,拆开你的机箱主板上就能看的到,下图是一个台式机主板和内存条图片,另外一点需要注意当你在买内存条的时候需要区分,主板支持的是DDR3,还是DDR4;

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图2

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图3

2,SO-DIMM插槽

另外一种是SO-DIMM,是Small Outline Dual In-line Memory Module的缩写,中文含意为"小外形双列内存模组"相对于DIMM来说,SO-DIMM具有更小的外形尺寸(大致是正常DIMM尺寸的一半)。因此,SO-DIMM主要用于等一些对尺寸有较高要求的使用场合。下图是一个笔记本主板和SO-DIMM内存条;原创网站:卧龙会IT技术

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图4

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图5

DDR板载颗粒设计

在PCB的DDR设计中会遇到第3种类型的设计, 上面讲的DIMM和SO-DIMM的,另外还有一种是板载颗粒的,ARM芯片设计中会遇到特别多,其中的手机的内存用的都是板载颗粒,板载的好处就是占用空间小;

DIMM和SO-DIMM类型的DDR在PCB设计中相对板载颗粒是容易的多,只需要满足等长,而不需要考虑地址线的拓扑结构;

DDR的布线方法

DDR信号由哪些部分组成了?一般包含数据线,地址线,控制线,命令线,时钟线;

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图6

PCB设计中的要求是数据线D0-D7,加DQSN、DQSNP一对差分为一组;一个通道有64条数据线,可以分为8组数据线,要同组同层同等长,等长范围可按10MIL来设置规则,也可根据DesignGuide来设置规则。

地址线,控制线,命令线,时钟线为一组,不要求同组同层,但要求等长,等长范围也根据公司的要求来做,一般可以按100MIL范围来设置规则。

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图7

设置好规则之后,即可拉线做等长;

下面是我从intel DesignGuide截下来的SO-DIMM PCB走线图:

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图8

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图9

当我们在布局完后的飞线看起来密密麻麻是很多的,但不要恐惧,按照步骤,设置规则,当拉完线做完等长之后是很漂亮很有成就感的;

一般一个DIMM槽两层走线即可全部走完,下图是我一个8层PCB设计的一个8层板的DIMM走线,用6层和BOTOMM层两层走线即可全部拉完。(第7层用来干嘛,初学PCB设计的可以思考下)

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图10

SO-DIMM和DIMM的PCB设计差不多,区别是DIMM是插件通孔,SO-DIMM是贴片的,内层走线需要打过孔来设计。

板载内存颗粒,如下图:

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图11

板载内存颗粒的PCB设计相对DIMM和SO-DIMM来说要复杂一些,地址线的走线设计要考虑拓扑结构,常用的拓扑结构有T和菊花链(包含FLY-by),另外需要注意只有支持读写平衡功能的主控才能采用FLY-by结构;

下图DDR颗粒的PCB设计采用的是FLY-BY拓扑。

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图12

所谓的T拓扑和菊花链拓扑结构是相对于地址线来说的,而不是数据线。

有疑问大家可留言一起讨论,只有讨论才会涨知识。你们的问题我们会逐一回答!

原创:卧龙会 玉京龙

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