Medidas eficientes de diagrama de ojo en diseños de sistemas DDR3/DDR4

Su misión

Cuando se trata de probar la calidad de la señal de una interfaz DDR, las medidas de diagrama de ojo de los datos, las señales de comando/dirección y de control ayudan a detectar y a solucionar posibles problemas de integridad de la señal del sistema. La función de diagrama de ojo es por tanto muy apreciada entre los ingenieros que se ocupan de la integridad de señal (SI), ya que les permite examinar rápidamente el rendimiento de la interfaz DDR. Si bien los ensayos de conformidad permiten verificar las características de señal de los grupos de señales DDR de acuerdo con las especificaciones JEDEC, dichos ensayos carecen de la flexibilidad para analizar y depurar de forma eficiente los problemas de integridad de señal. Con la medida de diagrama de ojo se dispone de una herramienta que responde exactamente a estos requisitos. Para los grupos de señales de comando/dirección y de control unidireccionales no se requiere una separación de lectura/escritura.

Sin embargo, puesto que el bus de datos realiza una transferencia de datos bidireccional entre el controlador de memoria y el dispositivo de memoria, la generación del ojo de datos requiere una separación de lectura/escritura fiable junto con la superposición de bits consecutivos dentro de las ráfagas de datos.

Solución Rohde & Schwarz

Las opciones de software para medidas de integridad de señal y de conformidad R&S®RTx-K91 (DDR3, DDR3L, LPDDR3) y R&S®RTx-K93 (DDR4, LPDDR4) permiten ejecutar test exhaustivos y automatizados de conformidad en DDR y LPDDR, y ofrecen una función adicional para separar de forma eficiente las ráfagas de lectura/escritura y medir el ojo de datos de la DDR.

Ojo de datos DDR: separación de ráfagas de lectura/escritura

Las opciones R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93 incluyen una función de decodificación que facilita la diferenciación de todos los ciclos de lectura/escritura en las formas de onda adquiridas.

Esta función de decodificación identifica y separa las ráfagas de datos de lectura y escritura, analizando la alineación de fase y el nivel de señal de las señales DQ y DQS en el bus de datos medido. En este proceso, sincroniza el ojo de datos DQ con la señal estroboscópica DQS. Las ráfagas de lectura/escritura DDR3 y DDR4 incluyen también un preámbulo que debe excluirse del diagrama de ojo. Las opciones R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93 detectan y omiten automáticamente el preámbulo antes de la ráfaga de datos para generar un diagrama de ojo correcto apto para el ensayo.

La separación y decodificación de ráfagas de lectura/escritura se basa únicamente en la relación de fase DQ y DQS y la histéresis de umbral sin necesidad de sondear señales de control adicionales. Los usuarios pueden capturar una mayor duración de las ráfagas DQ para crear un diagrama de ojo de escritura y/o de solo lectura para la verificación. Una vez que se establece un diagrama de ojo, se pueden aplicar herramientas de análisis tales como prueba de máscara, histograma y medidas de ojo automatizadas.

Máscaras de ojo en DDR3 y DDR4

Aunque no se incluyan en todas las especificaciones de DDR, los diagramas de ojo son las herramientas de preferencia para la verificación y depuración de interfaces de diseños de sistemas DDR3 y DDR4. Mientras que DDR4 define los parámetros correspondientes de máscara de ojo para la señal de datos DQ, en DDR3 no se especifica una máscara para el ojo de datos DQ. Sin embargo, se puede obtener una máscara de ojo DDR3 a partir de la especificación JEDEC utilizando la configuración de datos (tDS) y el tiempo de espera (tDH) para definir el ancho del ojo; la slew rate y los niveles de tensión (VIH y VIL) definen la abertura del ojo vertical. Esta metodología para construir la máscara se puede utilizar para probar de forma eficiente la integridad de la señal en el bus de datos, también en diseños de sistemas DDR3. Obsérvese que en la especificación DDR3, los requisitos de nivel y sincronización de la señal dependen de las «slew rates» reales de la señal, así como del nivel de referencia seleccionado y las velocidades de transmisión de datos. Por lo tanto, el usuario deberá configurar la máscara de datos en concordancia con las características del dispositivo.

La función de test de máscara estándar de los osciloscopios R&S®RTP y R&S®RTO funciona junto con la herramienta de diagrama de ojo de datos DDR R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93. Los usuarios pueden definir los perfiles de máscara requeridos y guardarlos para realizar pruebas más adelante. Las infracciones de la máscara se indican en la forma de onda (función de franja de ojo) y se pueden tabular de acuerdo con las secuencias de intervalos de unidades (IU). Usando la función de zoom, los usuarios pueden observar con más detalle estas infracciones para analizar y depurar problemas relacionados con la integridad de la señal.

Otros diagramas de ojo en DDR

Al contrario que en un bus de datos bidireccional, las señales de comando/dirección y de control son unidireccionales y no requieren una separación de lectura/escritura. Estas señales están sincronizadas con la señal de reloj CK. Las máscaras de ojo y los test de máscara se pueden configurar del mismo modo que para el bus de datos.

Resumen

En las medidas de interfaces de memoria DDR3 y DDR4, los ensayos de conformidad ayudan a evaluar la interoperabilidad en relación al estándar JEDEC. Al depurar problemas de integridad de señal (SI), se necesitan funciones y herramientas tales como la detección de lectura/escritura, diagramas de ojo y test de máscara para simplificar el análisis. Las opciones R&S®RTx-K91 y R&S®RTx-K93 ofrecen un potente conjunto de herramientas para los ensayos de conformidad y para verificar y depurar diseños de sistemas DDR3 y DDR4.