A depuração e a verificação da interface de memórias DDR DRAM em um design de sistema podem ser um desafio. O trigger de zona do osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP é ideal para a separação de leitura/gravação como base para a análise da integridade de sinais.
Osciloscópio de alto desempenho R&S®RTP com pontas de prova modulares de alta velocidade conectadas à interface da memória DDR para depuração e verificação da integridade de sinais
Sua tarefa
A integração de uma interface de memória DDR fica mais difícil à medida que as taxas de transferência de dados e a densidade do design aumentam. Os desenvolvedores devem manter a integridade do sinal adequada para uma troca de dados confiável entre o controlador e a memória DDR DRAM.
É importante possuir um osciloscópio para verificar a integridade do sinal e identificar as fontes de erros. Os sinais de dados (DQ) e sinais estroboscópicos de dados (DQS, ou «data strobe») funcionam bidirecionalmente, o que os torna um verdadeiro desafio. É difícil diferenciar entre burst de LEITURA (Read burst: a memória envia dados para o processador) e burst de GRAVAÇÃO (Write burst: o processador envia dados para a memória) para os sinais DQ e DQS. A análise da integridade do sinal exige o processamento separado dos sinais de LEITURA/GRAVAÇÃO.
Sinais DQS (C3: laranja) e DQ DDR4 (C2: verde) com bursts de LEITURA e GRAVAÇÃO. Nesse exemplo, é possível fazer uma distinção visual entre bursts de LEITURA/GRAVAÇÃO com base na amplitude. (R: LEITURA; W: GRAVAÇÃO)
A solução da Rohde & Schwarz
Exemplo de configuração
No nosso exemplo, um sistema de PC usa DDR4 DRAM DIMM. A transferência de dados é estimulada com o software de teste de memória MemTest86, o modo de teste aleatório (RANDOM) emite uma boa combinação de bursts de LEITURA/GRAVAÇÃO. Para testes, as pontas de prova de alta velocidade são normalmente soldadas ao sinal de clock e aos sinais DQ selecionados com seus sinais DQS relevantes, bem como aos sinais de comando/endereço (command/address), como CS.
Zona 1 com interseção excluída no sinal DQS concentra a aquisição no início dos bursts de LEITURA
e GRAVAÇÃO sem nenhuma atividade anterior.
Trigger de zona
Os osciloscópios da Rohde & Schwarz têm um trigger de zona para definir áreas no diagrama de forma de onda que DEVEM ou NÃO DEVEM ser cruzadas para disparar uma aquisição de sinal. Essas zonas podem ser usadas para concentrar a aquisição de sinais em características de sinais específicas.
O processo pode ser aplicado ao sinal DQS para focar nos diferentes modos de preâmbulo ou nas amplitudes de sinais dos bursts de LEITURA/GRAVAÇÃO para testar a interface da memória DDR.
O trigger de zona sempre opera em combinação com um evento de disparo padrão, como de BORDA ou largura de pulso. No exemplo abaixo, uma BORDA é aplicada ao sinal DQS e uma primeira zona (interseção excluída) ajuda a focar no início dos bursts de sinais. A sobreposição dos sinais DQ (persistência ativada) revela que tanto a LEITURA quanto a GRAVAÇÃO foram adquiridas. As bordas do sinal DQ são alinhadas com o sinal DQS para bursts de LEITURA e alinhadas ao centro para bursts de GRAVAÇÃO.
A zona 2 com interseção excluída limita a amplitude para excluir sinais de LEITURA da aquisição. A Zona 3 limita o tamanho do burst a 8 bits.
Zonas adicionais permitem que nos concentremos em características específicas do sinal para ajudar a distinguir entre bursts de LEITURA e GRAVAÇÃO. Com as pontas de prova conectadas perto do dispositivo de memória, muitas vezes a amplitude do sinal do burst de GRAVAÇÃO é reduzida devido às perdas de transmissão no canal de sinal desde o processador até a memória.
Teste de máscara aplicado a uma aquisição de GRAVAÇÃO em execução contínua. No sinal DQ, uma tabela de cores é aplicada para visualizar a distribuição estatística do sinal de dados DQ.
Uma vez separadas de forma confiável, outras ferramentas de análise podem ser utilizadas. Os exemplos incluem medições simples de tempo e amplitude no sinal DQS e DQ ou medições de tempo entre os sinais DQS e DQ. Testes de integridade de sinais mais sofisticados são medições de histograma para determinar o jitter e o ruído ou testes de máscara para verificar os diagramas de olho abertos. Um trigger de zona para separação de LEITURA/GRAVAÇÃO permite a execução contínua de testes para detectar falhas raras de sinal em um sistema.
Resumo
O trigger de zona nos osciloscópios da Rohde & Schwarz é uma ferramenta poderosa para verificação e depuração da interface de memória. A combinação de eventos de disparo padrão avançados com zonas que exigem ou excluem transições de sinais permite a separação confiável de LEITURA/GRAVAÇÃO (READ/WRITE), a base para a análise detalhada da integridade do sinal. A alta taxa de aquisição dos osciloscópios da Rohde & Schwarz garante uma rápida coleta de dados e alta confiança estatística.
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