Test de interfaces digitales de alta velocidad, test de DDR

DDR: double data rate (memoria de doble velocidad de transferencia de datos)

Test de memorias DDR

Como ocurre en general con los buses de datos serie de alta velocidad, los osciloscopios pueden gestionar prácticamente todos los requisitos para verificar propiedades de señales y transferencias de datos de doble velocidad (DDR), tanto en el marco del desarrollo como para los ensayos de conformidad de DDR. A nivel físico, los analizadores de redes aportan la máxima precisión en pruebas de integridad de señal. Para los fabricantes de ordenadores y de equipos de electrónica de todo tipo que utilizan memorias de acceso aleatorio (RAM) para ejecutar programas, y para los proveedores de chips de memoria de todo el sector es fundamental llevar a cabo un test de la memoria DDRdurante el proceso de diseño, así como posteriormente para verificar las funciones DDRy en el marco del control de calidad en la producción.

Nociones básicas sobre DDR

La tecnología DDRpara transferir memoria de y hacia un procesador salió a la luz en 1998, y va ya por la quinta generación. DDR es el acrónimo de «double» data rate (doble velocidad de transferencia de datos); esto significa que se ejecutan dos transferencias de memoria por cada ciclo de trabajo. Anteriormente solo era una, de modo que DDR no tardó en sustituir a la SDRAM (del inglés: Synchronous Dynamic Random Access Memory). La memoria DDR es ahora el acceso de memoria de lectura/escritura predominante para todo tipo de ordenadores y procesadores de pequeño tamaño. Con cada generación de DDR han ido aumentando las velocidades de datos y la frecuencia de reloj, mientras que las tensiones de operación y el consumo energético han disminuido. El enorme aumento del rendimiento y la falta de compatibilidad hacia atrás entre las distintas generaciones se traduce en el uso generalizado de muchas generaciones distintas de DDR: desde la DDR5, que se introdujo en los PC de alta gama en 2021, hasta la DDR2, lanzada en 2003. Si bien se siguen vendiendo componentes para DDR2 en grandes cantidades, puesto que muchos procesadores utilizan aún esta tecnología, el nuevo desarrollo está muy limitado.

Desafíos en el ámbito de las DDR

  • Las versiones de DDR no son compatibles. Dependiendo del proyecto concreto, hay que elegir cuál es la mejor versión, y probablemente en algunos casos una determinada versión de DDR será más apropiada que las otras.
  • La DDR es bidireccional; por lo tanto, es necesario poder determinar si se están escribiendo o leyendo datos de la memoria.
  • Los presupuestos para instrumentación son muy ajustados, de modo que se trata de elegir los instrumentos que mejor respondan a las necesidades específicas y al presupuesto disponible.
  • Los ensayos de conformidad de DDR consisten en una serie de procedimientos que deben cumplirse estrictamente si se desea obtener resultados válidos. Es importante contar con la seguridad de que las medidas se realizan correctamente.
  • Cuanto más alta es la frecuencia, mayores son los efectos de la pérdida de señal en las sondas, los cables y los adaptadores. Para obtener medidas útiles deben tenerse en cuenta las influencias del sistema de medida.

Nuestras soluciones de test para DDR

Tanto los osciloscopios R&S®RTO64como los R&S®RTPproporcionan el rendimiento necesario para llevar a cabo test de memorias DDR3 y DDR4. Ambos equipos ofrecen opciones específicas de DDR únicas en el mercado con funciones de disparo y decodificación de señales DDR, así como para verificar la conformidad con las especificaciones oficiales de la JEDEC para estándares de DDR.

La mayoría de los problemas que deben resolver los diseñadores de circuitos con funciones de lectura/escritura en la memoria mediante una interfaz DDR se concentran en el diseño de la tarjeta y proceden generalmente de un ancho de banda inadecuado, acoplamiento cruzado de otros bloques funcionales, desadaptaciones de impedancia o jitter. Las dos familias de osciloscopios incluyen toda una gama de funciones para subsanar deficiencias de integridad de señal y contenido, así como para verificar el rendimiento, que incluyen medidas estadísticas rápidas, ojo en tiempo real, descomposición de jitter avanzada y muchas otras.

El ancho de banda del osciloscopio es el factor más importante para determinar qué señales se pueden adquirir, y para qué finalidad de prueba. Para la depuración, el ancho de banda debería cubrir el tercer armónico de la frecuencia fundamental de la señal requerida, para ensayos de conformidad, el 5° armónico.

  • Para DDR3 (1.5v), DDR3L (1.35v) y LPDDR3 (1.2v) se requiere la opción K91 en un R&S®RTO64 o R&S®RTP.
    Para anchos de banda de DDR3 de hasta 1,6 GHz, un R&S®RTO64 con 4 GHz de ancho de banda es más que suficiente, para anchos de banda hasta el máximo de 2,133 GHz en DDR3 se necesita un ancho de banda de 6 GHz, o un R&S®RTP. Un R&S®RTP084 permite analizar sin ninguna dificultad hasta el quinto armónico del ancho de banda máximo de DDR3, tanto para la depuración del diseño como para ensayos de conformidad.
  • Para DDR4 o LPDDR4 se requiere la opción K93 y un R&S®RTP084 de 8 GHz. Para verificar los tiempos de subida en las señales de control y de datos es más recomendable un R&S®RTP164.

Para simplificar y automatizar los procesos de verificación de la conformidad con cualquiera de estas opciones, el software R&S®ScopeSuiteincluye:

  • el asistente gráfico completo que guía a través de todos los procesos de verificación de la conformidad desde el principio hasta el final
  • control automatizado de todos los ajustes necesarios del osciloscopio y las secuencias del ensayo de conformidad
  • la mayoría de los competidores incluyen un posprocesamiento para compensar los efectos de la configuración, mientras que el R&S®RTP utiliza filtros digitales (opción K122). Esto permite compensar los equipos de la configuración en tiempo real, hasta la frecuencia de actualización máxima de millones por segundo, es decir, cientos de veces más rápido que los competidores
  • informes de prueba configurables para documentar los resultados de las medidas

Rohde & Schwarz también ofrece todos los accesorios necesarios, como sondas de alta velocidad con la alta impedancia requerida para el bus de terminación única y el elevado ancho de banda, así como adaptadores de fijación para la depuración de DDR, pruebas de integridad de señal, validación y ensayos de conformidad.

Para los test de interfaces entre los módulos DDR y la tarjeta impresa, los analizadores de redes de Rohde & Schwarz (R&S®ZNA, R&S®ZNB) facilitan medidas de integridad de señal con un rango dinámico y un ancho de banda máximo que superan holgadamente todos los requisitos para DDR. Para las dos familias de analizadores, las opciones K2 y K20 ofrecen análisis en el dominio temporal, con diagramas de ojo y análisis simultáneo del dominio frecuencial.

Ventajas de nuestras soluciones de test de memorias DDR

  • Soluciones de prueba completas que abarcan desde la depuración del diseño hasta el ensayo de conformidad en el dominio frecuencial y temporal de equipos DDR, intermediadores y conectores, con instrumentos que cumplen todos los requisitos: osciloscopios, analizadores de redes vectoriales, sondas y adaptadores de fijación.
  • Detección fiable de la información de interés. Disparo rápido basado en hardware en todo el ancho de banda de señal, incluidos datos y caracteres de control, códigos de control y errores. Los datos decodificados se visualizan directamente junto con la señal o en formato de tabla. Tanto en la visualización con la señal como en la tabla de datos decodificados se pueden consultar toda una serie de parámetros de datos y marcas.
  • Separación automática de señales de datos (DQ) y estroboscópicas (DQS). Puesto que la DDR es bidireccional, las ráfagas de señales de lectura y escritura deben poder distinguirse para poder realizar un análisis. Con la opción K91, el osciloscopio decodifica automáticamente las ráfagas de lectura/escritura.
  • Pruebas de integridad de señal intuitivas, tanto rápidas como de larga duración.
    Con las herramientas de análisis de ojo de datos se puede examinar cualquier tipo de problemas de integridad de señal. Posicionando en el ojo el test de máscara se puede verificar la conformidad durante un periodo prolongado para certificar que la señal cumple la normativa de forma coherente.
  • Puede confiar en que el ensayo de conformidad se realiza correctamente, pues cuenta con instrucciones paso a paso con ilustraciones detalladas que explican desde la conexión del osciloscopio, las sondas, el adaptador de fijación y el dispositivo bajo prueba, hasta el final de la secuencia de prueba, incluida la ejecución de medidas individuales, el cambio de parámetros durante las medidas y el ajuste de límites definidos por el usuario.

Si tiene alguna pregunta, póngase en contacto con nosotros.

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