2024年8月29日发(作者:易新文)
DDR2 SDRAM接口硬件测试规范
目 录
DDR2 SDRAM接口硬件测试规范 ....................................................... I
1 范围 ............................................................................. 3
2 术语和定义 ....................................................................... 3
3 缩略语 ........................................................................... 3
4 测试仪器仪表清单 ................................................................. 4
5 接口说明 ......................................................................... 4
5.1 SDRAM接口信号说明 ............................................................ 4
5.2 DDR2 SDRAM接口功能指标 ...................................................... 5
5.2.1 电源完整性需要测试以下指标 ................................................... 6
5.2.2 信号完整性需要测试以下指标 ................................................... 7
5.2.3 时序需要测试以下指标 ......................................................... 7
5.2.4 时钟信号需要测试以下指标 ..................................................... 8
5.3 DDR2 SDRAM参数测试说明 ...................................................... 9
5.3.1 DDR2 SDRAM读写区分的方法 .................................................. 9
5.3.2 单端信号AC输入参数测量 .................................................... 11
5.3.2.1 VSWING(MAX)的测试方法 .................................................. 11
5.3.2.2 SlewR参数测量方法 ........................................................ 12
5.3.2.3 SlewF参数的测量方法 ....................................................... 13
5.3.2.4 VIH的测试方法 ............................................................ 14
5.3.2.5 VIL的测试方法 ............................................................ 15
5.3.2.6 tDIPW的测试方法 .......................................................... 15
5.3.2.7 tIPW的测试方法 ........................................................... 15
5.3.3 输入信号过冲欠冲测试 ........................................................ 16
5.3.3.1 信号过冲测试方法 .......................................................... 16
5.3.3.2 信号欠冲测试方法 .......................................................... 17
5.3.4 差分信号AC参数测量 ........................................................ 17
5.3.4.1 SlewR测试方法 ............................................................ 17
5.3.4.2 SlewF测试方法 ............................................................. 18
5.3.4.3 VID测试方法 .............................................................. 19
5.3.4.4 VIX测试方法 .............................................................. 20
5.3.4.5 VOX的测试方法 ........................................................... 21
5.3.4.6 tDQSH的测试方法 .......................................................... 22
5.3.4.7 tDQSL的测试方法 .......................................................... 23
5.3.5 控制和地址信号时序测试 ...................................................... 24
5.3.5.1 tIS(base)测试方法 ........................................................... 24
5.3.5.2 tIH(base)测试方法 ........................................................... 26
5.3.6 数据信号时序测试 ............................................................ 26
5.3.6.1 tDS(base)测试方法 .......................................................... 26
5.3.6.2 tDH(base)测试方法 .......................................................... 27
5.3.6.3 tDS1(base)测试方法 ......................................................... 28
5.3.6.4 tDH1(base)测试方法 ......................................................... 30
5.3.6.5 tAC的测试方法 ............................................................ 32
5.3.6.6 tDQSCK的测试方法 ........................................................ 33
5.3.6.7 tDQSQ的测试方法 .......................................................... 34
5.3.6.8 tQH的测试方法 ............................................................ 35
5.3.6.9 tDQSS的测试方法 .......................................................... 36
5.3.6.10 tDSS的测试方法 .......................................................... 37
5.3.6.11 tDSH的测试方法 .......................................................... 38
5.3.6.12 tHZ的测试方法 ........................................................... 39
5.3.6.13 tLZ的测试方法 ............................................................ 40
5.3.6.14 tRPRE的测试方法 ......................................................... 42
5.3.6.15 tRPST的测试方法 ......................................................... 43
5.3.6.16 tWPRE的测试方法 ......................................................... 44
5.3.6.17 tWPST的测试方法 ......................................................... 45
5.3.7 时钟信号测试 ................................................................ 46
5.3.7.1 tCK(avg)的测试方法 ......................................................... 46
5.3.7.2 tCH(avg)/ tCL(avg)的测试方法 ................................................ 47
5.3.7.3 Tj、Dj和Rj的测试方法 ..................................................... 47
5.3.7.4 tJIT(per)的测试方法 ......................................................... 48
5.3.7.5 tJIT(cc)的测试方法 .......................................................... 48
5.3.7.6 tJIT(duty)的测试方法 ........................................................ 49
5.3.7.7 tERR(nper)的测试方法 ....................................................... 49
6 测试内容 ........................................................................ 50
6.1 电源完整性测试 ................................................................ 50
6.1.1.1 HS-DDR2 SDRAM-P-001 电源精度测试 ........................................ 50
6.1.1.2 HS-DDR2 SDRAM-P-002 电源纹波测试 ........................................ 51
6.1.1.3 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电波形测试 .................................... 53
6.1.1.4 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电时序测试 .................................... 53
6.2 信号完整性和时序测试 .......................................................... 54
6.2.1.1 HS-DDR2 SDRAM-S-001控制信号完整性测试 .................................. 54
6.2.1.2 HS-DDR2 SDRAM-S-002地址信号完整性测试 .................................. 55
6.2.1.3 HS-DDR2 SDRAM-S-003读操作数据信号完整性测试 ............................ 56
6.2.1.4 HS-DDR2 SDRAM-S-004写操作数据信号完整性测试 ............................ 56
6.3 时序测试 ...................................................................... 58
6.3.1.1 HS-DDR2 SDRAM-T-001 读操作数据信号时序测试 .............................. 58
6.3.1.2 HS-DDR2 SDRAM-T-002 写操作数据信号时序测试 .............................. 59
6.3.1.3 HS-DDR2 SDRAM-T-003 控制信号时序测试 .................................... 60
6.3.1.4 HS-DDR2 SDRAM-T-004 地址信号时序测试 .................................... 60
6.4 时钟信号测试 .................................................................. 61
6.4.1.1 HS-DDR2 SDRAM-C-001 时钟信号波形测试 ................................... 61
6.4.1.2 HS-DDR2 SDRAM-C-002 时钟Jitter测试 ...................................... 62
6.4.1.3 HS-DDR2 SDRAM-C-003 时钟精度测试 ....................................... 63
7 引用 ............................................................................ 63
1 范围
本标准规定了DDR2 SDRAM接口的硬件测试方法和相关测试注意事项,并结合测试示例
给以说明。
2 术语和定义
SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory 同步动态随机存取内存
DDR2 Double Data Rate SDRAM 双倍速数据速率SDRAM
DDR2 DDR-Ⅱ 第二代 DDR
SSTL Stub Series Terminated Logic 短线串联终止逻辑电路
CPU Central Process Unit 中央处理器
3 缩略语
表格 1 缩略语列表
VDD
VDDQ
VREF
VDDL
VIH(DC)
VIL(DC)
VIH(AC)
VIL(AC)
VOH
Device supply voltage芯片电源电压
Output supply voltage输出电源电压
Input reference voltage输入参考电压
DLL Power Supply DLL电源电压
DC Input Logic High直流输入高电平
DC Input Logic Low直流输入低电平
AC Input Logic High交流输入高电平
AC Input Logic Low交流输入低电平
HIGH-state output voltage, corresponding to logic 1 at output
高电平输出电压,输出端对应逻辑为1。
VOL LOW-state output voltage, corresponding to logic 0 at output
低电平输出电压,输出端对应逻辑为0。
ODT
OCD
AL
SSTL_18
On-Die Termination 内置匹配电阻
Off-Chip Driver 离线驱动调整
Additive Latency 附加延迟
Stub Series Terminated Line for 1.8 Volts 1.8V的SSTL电平
3
4 测试仪器仪表清单
表格 2 测试仪器仪表清单
序号 设 备 名 称 精 度 及 级 别 备注
1 高端实时示波器
双通道 带宽≥4Ghz
采样速率:≥40Ghz
测频分辨率:11-12位/秒
测时分辨率:≤200ps
频偏分析范围:0.01Hz ~ 40MHz
如LeCroy SDA6000,TEK CSA
8000,Agilent80000B
如agilent 53131A 测频率
有10Mhz外部基准输入口
如PN9000
2 数字频率计
3 相位噪声测试仪 测量精度:频偏 ≤1MHz, ± 2dB; 频
偏>1MHz, ± 3dB
4 通用实时示波器
双通道 带宽≥200Ghz
采样速率:≥1Ghz
直流电压量程:200mv~10V
精度:±(0.5%+3)
Lecroy WaveSurfer 64XS
5 数字万用表
VICTOR 88B数字万用表
5 接口说明以及方法
5.1 SDRAM接口信号说明
表格 3 DDR2 SDRAM接口管脚说明如下
信号组
地址信号
BA
时钟信号 CK_P/CK_N
DQ
数据信号
Bank地址信号输入
时钟信号输入
数据信号输入输出
信号名称
A
信号说明
地址信号输入
DQS_P/DQS_N 数据锁存信号输入输出
DM
RAS_N
ODT
数据掩码信号输入
行地址锁存信号输入
内置匹配电阻控制输入信号
列地址锁存信号输入
写使能信号输入
片选信号输入
4
控制信号 CAS_N
WE_N
CS_N
CKE
VDD
VDDQ
电源 VREF
VDDL
VREF
时钟使能信号输入
芯片供电管脚
DQ供电管脚
端接电源电压
DLL电源电压
SSTL_18接口参考电源
5.2 DDR2 SDRAM接口功能指标
DDR2 SDRAM全称为Double Data Rate 2 SDRAM,中文名为“第二代双倍数据速率同步动
态随机读取存储器”。DDR2 SDRAM属于SDRAM家族。DDR2 SDRAM是在DDR SDRAM基础上的升级,
是目前最通用的SDRAM规格。
目前的DDR2 SDRAM有几个标准速率:
DDR2-400
DDR2-533
DDR2-667
DDR2-800
DDR2-1000
DDR2-1066
DDR2-1200
DDR2 SDRAM在系统时钟的上升沿和下降沿进行数据操作。DDR2接口原理框图如图1所示.
图表 1 DDR2 SDRAM接口原理框图
下表为DDR2 SDRAM的技术规格:
表格 4 DDR2 SDRAM的技术规格表
参数
VDD
DDR2 SDRAM
1.8V
5
VDDL
VDDQ
VREF
VREF
I/O接口
数据传输率(Mbps)
容量标准
CL值
预取设计(Bit)
逻辑Bank数量
突发长度
封装
1.8V
1.8V
0.5*VDDQ
VREF
SSTL_18
400-1200
256M~2G
3/4/5
4
4/8
4/8
FBGA
DDR2接口的DQS是源同步时钟,在接收端使用DQS来读出相应的数据DQ,上升沿和下
降沿都有效。对于DDR2,DQS是差分信号。
DDR2 SDRAM虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但
DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力。换句话说,DDR2内存每个时钟能
够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
与DDR相比,DDR 2增加了几个特性:ODT(On Die Termination),DDR 匹配放在单板
上,DDR2把匹配直接设计到DRAM芯片内部,用来改善信号质量和节省空间。OCD(Off Chip
Driver)技术是加强上下拉驱动的控制功能,通过减小DQS与DQS#的时滞(Skew)来增加信号
的时序容限(Timing Margin)。Posted CAS是提高总线利用率的一种方法。AL(Additive
Latency)技术是相对于外部CAS,内部CAS执行一定的延时。
DDR2 SDRAM接口使用的是SSTL_18接口,该接口的输入信号电平有AC和DC之分。其
中AC电平的使用是为了保证,接收端在该电平处必须满足其时序参数的要求;或者说AC
电平的主要目的是保证器件能够识别出逻辑翻转。DC电平则主要是为了逻辑状态稳定的需
要,就是说,如果接收端输入信号的电平大于该值,逻辑状态就会稳定在该状态,并隐含着
信号过冲和振铃幅度的限制。
DDR2 SDRAM接口的硬件测试分为:电源完整性测试,信号完整性测试(不包括时钟),
时钟测试和时序测试。下边给出每个测试需要进行的测试项。
5.2.1 电源完整性需要测试以下指标
1、 电源精度测试:需要测试电源VDD、VDDQ、VDDL、VREF和VREF的电压精度
2、 电源纹波测试:需要测试电源VDD、VDDQ、VDDL、VREF和VREF的电源纹波
3、 上电波形测试:需要测试电源VDD、VDDQ、VDDL、VREF和VREF的上电波形
4、 上电时序测试:需要测试VDD和VDDQ、VDDQ、VDDL、VREF和VREF之间的上电时序
6
5.2.2 信号完整性需要测试以下指标
表格 5 信号完整性测试项目列表
测量参数 参数的含义
Input signal maximum peak to peak swing
哪些信号需要测试
控制,地址、数据,时钟
控制,地址、数据,时钟
V
SWING(MAX)
SLEWr
SLEWf
Vih(ac)
Vih(dc)
Vil(ac)
Vil(dc)
Voh
Vol
Overshoot
Input signal minimum rising slew rate
Input signal minimum falling slew rate 控制,地址、数据,时钟
Maximum AC Input Logic High
Minimum DC Input Logic High
Minimum AC Input Logic Low
Maximum DC Input Logic Low
Output High Voltage
Output Low Voltage
Overshoot amplitude
Overshoot area
Undershoot amplitude
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制、地址
CKE
(HIGH and LOW pulse width)
DQ and DM input pulse width
DQS input high pulse width
DQS input low pulse width
DQ和DM
DQS
DQS
Undershoot
Undershoot area
Vmax
Vmin
tIPW
tCKE
tDIPW
tDQSH
tDQSL
Maximum Input Voltage
Minimum Input Voltage
Control & Address input pulse width
CKE minimum pulse width
5.2.3 时序需要测试以下指标
表格 6 时序测试项目列表
测量参数 参数的含义
地址信号时序测试
tIS(base)
tIH(base)
ADDR2ess Input Setup Time
ADDR2ess Input Hold Time
控制信号时序测试
7
tIS(base)
tIH(base)
Control
Input Setup Time
Control
Input Setup Time
数据信号时序测试
tDS(base)
tDH(base)
tDS1(base)
tDH1(base)
tDQSCK
tDQSQ
tQH
tDQSS
tDSS
tDSH
tHZDQ
tLZDQ
tLZDQS
tHZDQS
tRPRE
tRPST
tWPRE
tWPST
DQ/DM input setup time(differential strobe)
DQ/DM input hold time(differential strobe)
DQ and DM input setup time (single-ended strobe)
DQ and DM input hold time (single-ended strobe)
DQS output access time from CK,/CK
DQS-DQ skew for DQS and associated DQ signals, For BGA Package
DQ/DQS output hold time from DQS
DQS latching transition to associated clock edge
DQS falling edge to CK setup time
DQS falling edge hold time from CK
DQ out high-impedance time from CK,/CK
DQ low-impedance time from CK,/CK
DQS low-impedance time from CK,/CK
DQS high-impedance time from CK,/CK
Read Preamble
Read Postamble
Write Preamble
Write Postamble
5.2.4 时钟信号需要测试以下指标
表格 7 时钟信号测试项目列表
测量参数 参数的含义
时钟信号波形测试
Vid
Vix
tCK
Period Falling Edge Measurements
tCH
tCL
tCK(avg)
clock HIGH pulse width
clock LOW pulse width
Average clock Period Rising Edge Measurements
AC differential input voltage
AC differential input cross point voltage
Period Rising Edge Measurements
8
Average clock Period Falling Edge Measurements
tCH(avg)
tCL(avg)
Vmax
Vmin
Average clock HIGH pulse width
Average clock LOW pulse width
Maximum Input Voltage
Minimum Input Voltage
Input Signal Maximum Peak To Peak Swing
Input signal minimum rising slew rate
Input signal minimum falling slew rate
时钟信号Jitter测试
Tj(10e-12)
Dj
Rj
tJIT(per)
Clock Period Jitter falling Edge Measurements
Cycle to Cycle Period Jitter Rising Edge Measurements
tJIT(cc)
Cycle to Cycle Period Jitter falling Edge Measurements
The Half Period Jitter Average High Pulse Measurement
tJIT(duty)
The Half Period Jitter Average Low Pulse Measurement
Cumulative Error(across n cycles) Rising Edge Measurements
tERR(n-per)
Cumulative Error(across n cycles) Falling Edge Measurements
Total Jitter(10e-12)
Deterministic Jitter
Random Jitter
Clock Period Jitter Rising Edge Measurements
VSWING(MAX)
SLEWr
SLEWf
5.3 DDR2 SDRAM参数测试说明
5.3.1 DDR2 SDRAM读写区分的方法
1、 通过数据延迟来区分读写
使用示波器的两个通道CH1和CH3,CH1连接到DDR2 SDRAM端,CH3连接到存储器控制
端,使用CH1为触发源,当捕获到的波形显示,CH3落后于CH1时,就是读周期。
2、 通过DQ和DQS的关系来区分读写
在DDR2 SDRAM中,DQS的是源同步时钟。DQS和DQ都是三态信号,在PCB走线上双向
传输,读操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ的信号边沿处对齐,如图表2所示;而
写操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ信号的中心处对齐。如图表3所示:
9
图表 2 DDR2 SDRAM读操作DQS与DQ时序图
图表 3 DDR2 SDRAM写操作DQS与DQ时序图
3、 通过驱动电平来区分
一般在DDR2 SDRAM的应用中,可以以数据信号的驱动能力来区分。接收的波形幅度要
小于发送的波形幅度。但是这个并不是总是这样的。使用的时候最好用第一种或者第二
种方法,来验证一下。图表4为某单板在5665端测试的DQS与DQ数据信号,幅值比较
低的为读信号,幅值比较高的为写信号。但是并不是总是这样的,比如其他单板上的
SDRAM的信号,不管在那端测试,QE/TME的驱动的写数据信号的幅度总是大于读数据信
号的幅度。
10
图表 4 某单板在5665端测试的DQS和DQ信号
5.3.2 单端信号AC输入参数测量
5.3.2.1 VSWING(MAX)的测试方法
输入信号峰峰值中的最大值。使用示波器自带的自动测试项Vp-p,进行测试,测试结
果中的max作为测试结果。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号,时钟信号。
图表 5 VSWING(MAX)的测试示意图
11
图表 6 VSWING(MAX)的测试示例
5.3.2.2 SlewR参数测量方法
输入信号上升沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的上升沿Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号,按照这个方法测试,如果是差分DQS模式,DQS信号需要按照差分SlewR方法测
试)。
图表 7 单端信号的SlewR测量示意图
12
图表 8 单端信号的SlewR测试示例
5.3.2.3 SlewF参数的测量方法
输入信号下降沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的下降沿的Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号,按照这个方法测试,如果是差分DQS模式,DQS信号需要按照差分SlewF方法测
试)。
图表 9 单端信号的SlewF测量示意图
13
图表 10 单端信号的SlewF测试示例
5.3.2.4 VIH的测试方法
DDR2 SDRAM接口使用的是SSTL_2电平。输入信号的电平分为AC和DC。
需要保证任何输入的单端信号必须大于VIH(AC)值一定时间,可能由于振铃信号,信号
会回落,但是不能回落到VIH(DC)电平之下。
可以使用余晖的方式,累计显示是否有不符合要求的信号。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号)。
14
图表 11 SSTL_2输入电压示意图
5.3.2.5 VIL的测试方法
DDR2 SDRAM接口使用的是SSTL_2电平。输入信号的电平分为AC和DC。
需要保证任何输入的单端信号必须小于VIL(AC)值一定时间,可能由于振铃信号,信号
会回落,但是不能回落到VIL(DC)电平之上。
可以使用余晖的方式,累计显示是否有不符合要求的信号。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号)。
图表 12 SSTL_2输入电压示意图
5.3.2.6 tDIPW的测试方法
输入DQ/DM信号的脉冲宽度。分为高电平宽度和低电平宽度。
测试方法:从DQ/DM信号边沿的Vref电平到下个边沿的Vref电平的时间差。
需要在写周期测试。
5.3.2.7 tIPW的测试方法
输入控制信号和地址信号的脉冲宽度。分为高电平宽度和低电平宽度。
15
测试方法:从控制信号和地址信号边沿的Vref电平到下个边沿的Vref电平的时间差。
需要在写周期测试。
5.3.3 输入信号过冲欠冲测试
5.3.3.1 信号过冲测试方法
信号的过冲测试分为过冲幅值测试和过冲面积测试,测试的目的是为了验证是否与
DDR2 SDRAM规范相一致。
过冲的最大值等于波形幅度的最大值与VDD的差;过冲面积的计算是通过计算过冲的时
间与过冲幅度的积来计算的。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号
图表 13 过冲测试示意图
图表 14过冲测试示例
16
5.3.3.2 信号欠冲测试方法
信号的欠冲测试分为欠冲幅值测试和欠冲面积测试,测试的目的是为了验证是否与
DDR2 SDRAM规范相一致。
欠冲幅度等于波形幅度的最小值与VDD的差;欠冲面积的计算是通过计算欠冲的时间与
欠冲幅度的积来计算的。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号
图表 15 欠冲测试示意图
图表 16 过冲测试示例
5.3.4 差分信号AC参数测量
5.3.4.1 SlewR测试方法
输入信号上升沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的上升沿Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
17
测试方法:从差分输入信号上升沿的-250mv到500mv的斜率。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
测试步骤:
1、 使用差分探头连接被测信号,差分探头的正负,分别连接差分信号的主信
号和辅助信号。
2、 假设被测信号在CH1,在示波器内设置CH1的top值为500mv,base值为
-250mv。
3、 使用示波器内的自动测试参数项slew rate测试,使用slew rate的最小
值作为测试结果。
见图表17为差分信号的SlewR的测试示例。
如下信号需要测试该参数:差分DQS信号、差分时钟信号。
图表 17 差分信号SlewR的测试示例
5.3.4.2 SlewF测试方法
输入信号下降沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的下降沿Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
测试方法:从差分输入信号下降沿的250mv到-500mv的斜率。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
测试步骤:
1、 使用差分探头连接被测信号,差分探头的正负,分别连接差分信号的主信
18
号和辅助信号。
2、 假设被测信号在CH1,在示波器内设置CH1的top值为250mv,base值为
-500mv。
3、 使用示波器内的自动测试参数项slew rate测试,使用slew rate的最小
值作为测试结果。
见图表18为差分信号的SlewF的测试示例。
如下信号需要测试该参数:差分DQS信号、差分时钟信号。
图表 18 差分信号SlewF的测试示例
5.3.4.3 VID测试方法
差分输入电压测试。测试目的是为了验证是否与DDR2 SDRAM规范一致。
使用两个通道,一个通道连接差分的主信号,一个通道连接差分的辅助信号。用主信号
的高电平值(使用直方图统计或者使用示波器的自动测量参数)减去辅助信号的低电平
值(使用直方图统计或者使用示波器的自动测量参数)。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:时钟信号、差分DQS信号。
19
图表 19 VID测试示意图
图表 20 VID测试示例
5.3.4.4 VIX测试方法
差分输入交叉点电压测试。测试目的是为了验证是否与DDR2 SDRAM规范一致。使
用两个通道,一个通道连接差分的主信号,一个通道连接差分的辅助信号。使用示波器
产生一个差分波形,以主信号和辅助信号为两个差分源。差分波形的交叉点对应的位置,
就是要测试的电压点,使用光标测量主信号和副信号的交叉点电压。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:时钟信号、差分DQS信号。
20
图表 21 VIX测试示意图
图表 22 VIX测试示例
5.3.4.5 VOX的测试方法
差分输出交叉点电压测试。测试目的是为了验证是否与DDR2 SDRAM规范一致。使
用两个通道,一个通道连接差分的主信号,一个通道连接差分的辅助信号。使用示波器
产生一个差分波形,以主信号和辅助信号为两个差分源。差分波形的交叉点对应的位置,
就是要测试的电压点,使用光标测量主信号和副信号的交叉点电压。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数: DQS信号。
21
图表 23 VOX测试示意图
图表 24 VOX测试示例
5.3.4.6 tDQSH的测试方法
输入DQS信号的高脉冲宽度。
测试方法:从DQS信号上升沿的交叉点(差分信号)或者Vref(单端信号)电平到下
个边沿的0电平(差分信号)或者Vref(单端信号)的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见图表25为测试示例。
需要在写周期测试。
22
图表 25 tDQSH参数的测试示例
5.3.4.7 tDQSL的测试方法
输入DQS信号的低脉冲宽度。
测试方法:从DQS信号下降沿的交叉点(差分信号)或者Vref(单端信号)到下个边
沿的交叉点(差分信号)或者Vref(单端信号)电平的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见图表26为测试示例。
需要在写周期测试。
23
图表 26 tDQSL参数的测试示例
5.3.5 控制和地址信号时序测试
5.3.5.1 tIS(base)测试方法
控制信号和地址信号的输入建立时间。测试的方法:从控制信号或者地址信号的AC电
平值到差分时钟上升沿的交叉点的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
24
图表 27 tIS(base)和tIH(base)参数测试示意图
图表 28 tIS(base)测试示例
25
5.3.5.2 tIH(base)测试方法
控制信号和地址信号的输入保持时间。测试的方法:从时钟上升沿的交叉点到控制信号
或者地址信号的DC电平值的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
图表 29 tIH(base)测试示例
5.3.6 数据信号时序测试
5.3.6.1 tDS(base)测试方法
输入DQ/DM信号的建立时间。
使用差分DQS模式,测试方法:从输入DQ/DM信号边沿的AC电平值到输入DQS信号边
沿交叉点的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
26
图表 30 tDS(base)测试示意图
图表 31 tDS(base)测试示例
5.3.6.2 tDH(base)测试方法
DQ/DM输入保持时间。
使用差分DQS模式,测试方法:从DQS交叉点到DQ/DM的DC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示例。
需要在写周期测试。
27
图表 32 tDH(base)测试示例
5.3.6.3 tDS1(base)测试方法
DQ/DM输入建立时间。
使用单端DQS模式,测试的方法是:从DQ/DM信号边沿的AC电平值到与DQ相对应的
DQS信号边沿的DC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
28
图表 33 tDS1(base)和tDH1(base)参数的测试示意图
29
图表 34 tDS1(base)参数的测试示例
5.3.6.4 tDH1(base)测试方法
DQ/DM输入保持时间。
使用单端DQS模式,测试的方法是:从DQ/DM信号边沿的DC电平值到与DQ相对应的
DQS信号边沿的AC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
30
图表 35 tDS1(base)和tDH1(base)参数的测试示意图
31
图表 36 tDH1(base)参数的测试示例
5.3.6.5 tAC的测试方法
输出DQ与时钟的skew。测试方法:差分时钟的交叉点与DQ数据的Vref电平的时
间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
图表 37 tAC参数的测试示意图
32
图表 38 tAC参数的测试示例
5.3.6.6 tDQSCK的测试方法
输出DQS与时钟的skew。
如果使用的是差分DQS信号,就计算差分时钟的交叉点与DQS信号的交叉点之间的时间
差。如果使用的是单端DQS信号,就计算单端DQS信号的Vref电平与之相对应的时钟信号
的Vref电平之间的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
33
图表 39 tDQSCK参数的测试示例
5.3.6.7 tDQSQ的测试方法
DQS输出与DQ输出之间的skew。
测试方法:从输出DQS信号的交叉点(差分信号)或者Vref电平(单端信号)到与之
相邻的DQ信号的逻辑切换时的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
34
图表 40 tDQSQ参数的测试示例
5.3.6.8 tQH的测试方法
DQ输出相对于DQS输出信号之间的保持时间。
测试方法:从输出DQS信号的交叉点(差分信号)或者Vref电平(单端信号)到输出
DQ信号边沿的DC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
图表 41 tQH参数的测试示意图
35
5.3.6.9 tDQSS的测试方法
从时钟到输入DQS的第一个有效锁存边沿的时间差。有最大最小值之分。一般情况下,
从控制器输出的写数据的DQS信号,在开始会有个low/high-state状态,称为前导
(preamble),前导之后的第一个上升沿,就是DDR2 SDRAM可以锁存数据的第一个有效边沿。
该参数要关注的就是从输入DQS信号的low/high-state之后的第一个上升沿交叉点(差分
信号)或者Vref电平(单端信号)到与之对应的时钟信号交叉点之间的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
图表 42 tDQSS参数的测试示意图
36
图表 43 tDQSS参数的测试示例
5.3.6.10 tDSS的测试方法
从DQS信号的下降沿到时钟信号的建立时间。如下图所示,需要从DQS下降沿的交叉点
(差分信号)或者Vref电平(单端信号)到时钟交叉点的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
图表 44 tDSS参数的测试示意图
37
图表 45 tDSS参数的测试示例
5.3.6.11 tDSH的测试方法
从时钟信号到数据选通DQS信号下降沿的保持时间。如下图所示,需要从时钟信号的交
叉点到DQS下降沿的交叉点(差分信号)或者Vref电平(单端信号)之间的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
图表 46 tDSH数的测试示意图
38
图表 47 tDSH参数的测试示例
5.3.6.12 tHZ的测试方法
从DQ不再被驱动到时钟交叉点的时间差。
如下图所示为DQ/DQS的停止驱动点。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
39
图表 48 DQ/DQS的停止驱动点示意图
图表 49 tHZ(DQ)的测试示意图
5.3.6.13 tLZ的测试方法
从DQ/DQS驱动到时钟交叉点的时间差。有tLZ(DQS)和tLZ(DQ)之分。
DQ/DQS的驱动点如图表35所示。
图表51和图表52分别为tLZ(DQS)和tLZ(DQ)测试示例。
40
需要在读周期测试。
图表 50 DQ/DQS的驱动点示意图
图表 51 tLZ(DQS)的测试示例
41
图表 52 tLZ(DQ)的测试示意图
5.3.6.14 tRPRE的测试方法
DQS的读前导时长。在读周期,从DQS的驱动点到第一个DQS 边沿的交叉点(差分信号)
或者VREF电平(单端信号)的时间差。
如图表53为tRPRE的测试示例。
需要在读周期测试。
42
图表 53 tRPRE参数的测试示例
5.3.6.15 tRPST的测试方法
DQS的读后导时长。在读周期,从最后一个DQS边沿的交叉点(差分信号)或者Vref
电平(单端信号),到DQS信号停止驱动点的时间差。
如图表54为tRPST的测试示例。
需要在读周期测试。
43
图表 54 tRPST参数的测试示例
5.3.6.16 tWPRE的测试方法
DQS的写前导时长。在写周期,从DQS的驱动点到第一个DQS边沿的交叉点(差分信号)
或者Vref电平(单端信号)的时间差。
如图表55为tWPRE的测试示例。
需要在写周期测试。
44
图表 55 tWPRE参数的测试示例
5.3.6.17 tWPST的测试方法
DQS的写后导时长。在写周期,从最后一个DQS边沿的交叉点(差分信号)或者Vref
电平(单端信号),到DQS信号停止驱动点的时间差。
如图表56为tWPST的测试示例。
需要在写周期测试。
45
图表 56 tWPST参数的测试示例
5.3.7 时钟信号测试
5.3.7.1 tCK(avg)的测试方法
该参数是测试时钟信号的平均周期。只在DDR2 -800和DDR2-667中有规定。分为上升
沿测试和下降沿测试的平均周期。
在DDR2 SDRAM规范JESD79-2E中,对该参数的定义为:
图表 57 JESD79-2E中对tCK(avg)的参数定义
测试方法是:有待确认。
46
5.3.7.2 tCH(avg)/ tCL(avg)的测试方法
该参数是测试时钟信号的平均高低脉冲宽度。只在DDR2 -800和DDR2-667中有规定。
图表 58 JESD79-2E中对tCH(avg)和tCL(avg)的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.3 Tj、Dj和Rj的测试方法
这些参数并没有在DDR2 SDRAM的规范中说明,但是这些参数能够说明时钟Jitter的总
体情况。便于分析。
我们说的Tj,指的是对应着10e-12的误码率情况下的总抖动。Rj和Dj指总抖动值中,
所对应的Dj(δ-δ)和Rj(RMS)抖动值。
注:由于DDR2 SDRAM中的时钟,是双边沿锁存数据的,所以,一定要在Jiter的测量
中设置边沿为双边沿。
需要Agilent DSO80404B示波器的EZJIT附件来测试时钟的各种指标。
测试示例如下图所示:
47
图表 59 时钟抖动测试结果示图
5.3.7.4 tJIT(per)的测试方法
该参数是测试时钟信号连续200个时钟周期的period jitter。只有DDR2 -800和
DDR2-667中有规定。
图表 60 JESD79-2E中的
tJIT(per)
的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.5 tJIT(cc)的测试方法
该参数是测试时钟信号连续200个时钟周期的Cycle-to-cycle Jitter,该参数只在
DDR2 -800和DDR2-667中有规定。
48
图表 61 JESD79-2E中对
tJIT(cc
)的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.6 tJIT(duty)的测试方法
该参数是测试时钟信号连续200个时钟周期的duty cycle Jitter,分为
tJIT(CH)和
tJIT(CL)两个子测试项。
该参数只在DDR2-800和DDR2-667中有规定。
图表 62 JESD79-2E中对
tJIT(duty
)的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.7 tERR(nper)的测试方法
该参数测试时钟信号在n个时钟周期的累积抖动,
需要分别在上升沿和下降沿统计测
试。
该参数只在DDR2-800和DDR2-667中有规定。并且规定需要测试的参数依次有:
tERR(2per)
tERR(3per)
tERR(4per)
tERR(5per)
tERR(6-10per)
tERR(11-50per)
49
图表 63 JESD79-2E中对
tERR(n-per
)的定义
测试方法:有待确认。
6 测试内容
6.1 电源完整性测试
6.1.1.1 HS-DDR2 SDRAM-P-001 电源精度测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源精度测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。见图表64
50
图表 64 电源精度测试示意图
测试点说明:在靠近DDR2 SDRAM接口的各电源接收端测试,在存储器端和CPU端给
SDRAM接口供电电压都需要测试。
测试工具和仪表:万用表
测试方法和步骤:用万用表分别测试DDR2 SDRAM 接口电源VDD,VDDL,VDDQ,VTT和
VREF的电压
通过准则:各种电源精度符合芯片手册和DDR2 SDRAM规范(DDR2 SDRAM规范)要
求。表格8为DDR2 SDRAM规范的电源要求。
表格 8 DDR2 SDRAM规范电源精度要求
6.1.1.2 HS-DDR2 SDRAM-P-002 电源纹波测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源纹波测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。见图表65
板内测试点
板内电源地
被测单板
示波器
图表 65 电源纹波测试示意图
51
测试点说明:在存储器端和CPU端给SDRAM接口供电电压都需要测试。
测试工具和仪表:示波器
测试方法和步骤:用示波器分别测试DDR2 SDRAM 电源VDD,VDDL,VDDQ,VTT和VREF
的纹波。
通过准则:电源精度符合芯片手册和DDR2 SDRAM规范(DDR2 SDRAM规范)要求。
见表格8所示为JESD79-2E对DDR2 SDRAM芯片的要求。
测试示图:下面是DDR2芯片电源纹波的一个示例说明。
(1) 图表66所示为VDD电源在20M带宽的纹波情况;在设置示波器的时候,需要在
捕获时间和采样率之间寻找一个平衡;如图所示捕获时间为5ms,那么能够捕获
的最低频率是200HZ,示波器本身限制带宽到20MHZ,使用100M的采样率能够
很好的测试20M以内的纹波值。
图表 66 纹波测试示图1
(2) 图表67为展开后的电源纹波情况,由于示波器测试到的纹波偏大,我们将捕获
时间减小,便于观察高频的一些情况,我们打开波形如下图所示,说明有一个
300KHZ左右的噪声源,便于研发定位到具体的噪声源。这样对解决纹波过大问
题,有很大帮助。
52
图表 67 纹波测试示图2
6.1.1.3 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电波形测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源上电波形测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。见图表2
测试点说明:分别在CPU端和SDRAM端测试SDRAM接口的电源上电波形
测试工具和仪表:示波器
测试方法和步骤:用示波器分别测试DDR2 SDRAM 接口电源VDD,VDDL,VDDQ,VTT和
VREF的上电波形
通过准则:应该满足DDR2 SDRAM规范和芯片手册要求。(上电波形必须单调、无回勾)。
6.1.1.4 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-004
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源上电时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。
53
测试点说明:分别在CPU端和SDRAM端测试SDRAM接口的电源上电时序。
测试工具和仪表:示波器
测试方法和步骤:使用示波器测试VDD,VDDL,VDDQ,VTT和VREF的上电时序
通过准则:必须满足芯片手册和DDR2 SDRAM规范要求。下面为DDR2 SDRAM规范要求:
图表 68 DDR2 SDRAM对上电时序的要求
6.2 信号完整性和时序测试
6.2.1.1 HS-DDR2 SDRAM-S-001控制信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口控制信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端分别测试WE_N、CAS_N、RAS_N、CKE和CS_N信号的
波形质量。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
54
(1) 使用高端DSO80404B示波器的有源单端探头,分别测试控制信号的完整性指
标,见表格10.
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
通过准则:DDR2 SDRAM芯片手册和规范的要求。下表为DDR2 SDRAM的规范要求。
表格 9 控制信号完整性测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
SLEWr
SLEWf
Max
Min Max
Min Max
Min Max
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
1.0
1.0
1.0
1.0
VREF + 0.20
1.0
1.0
VREF + 0.31
1.0
1.0
VREF + 0.31
1.0
V/ns
V/ns
V
V
V
V
V
SWING(MAX)
Vih(ac)
Vih(dc)
Vil(ac)
Vil(dc)
Over
shoot
Under
shoot
tIPW
tCKE
Vmax
Vmin
VREF + 0.25
1.0
1.0
1.0
VREF+0.125 VDD+0.3
-0.3
0.6tCK
VREF- 0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF-0.125 -0.3
0.5
1.33
VREF-0.125 -0.3
0.5
1.0
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.8
VREF-0.125 V
0.5
0.66
0.6tCK(avg)
V
V-ns
V
V-ns
tCK
0.5
1.33
0.6tCK
0.5
1.0
0.6tCK(avg)
0.5
0.8
0.5
0.66
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
3
-0.3
3
-0.3
3
-0.3
3
-0.3
V
V
6.2.1.2 HS-DDR2 SDRAM-S-002地址信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口的地址信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端分别测试地址信号波形的信号质量。
测试工具和仪表:高端示波器
55
测试方法和步骤:
(1) 使用高端DSO80404B示波器的单端探头,分别测试地址信号的完整性指标。
见表格10.
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
通过准则:DDR2 SDRAM芯片手册和规范的要求。DDR2 SDRAM的规范要求见表格10。
6.2.1.3 HS-DDR2 SDRAM-S-003读操作数据信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口读操作数据信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输出数据信号的质量,以DDR2 SDRAM规范和芯片手
册为准;在控制器端测试输入信号的质量,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
(1) 使用高端DSO80404B示波器,在靠近CPU端测试读操作数据信号的完整性
指标。其中读写信号的区分见5.3.1小节。
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
对输出参数的要求需要在DDR2 SDRAM端测试。
对输入参数的要求需要在存储器控制端测试
通过准则:见芯片手册和规范的要求。
6.2.1.4 HS-DDR2 SDRAM-S-004写操作数据信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-004
用例名称:DDR2 SDRAM接口写操作数据信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
56
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有正常的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输入数据信号的质量,以DDR2 SDRAM规范和芯片手
册为准;在控制器端测试输出信号的质量,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
(1) 使用高端DSO80404B示波器的单端探头,在靠近SDRAM端测试写操作的数据
信号完整性指标。注:读写信号的区分见6.3.1小节。
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
通过准则:DDR2 SDRAM芯片手册和规范的要求。DDR2 SDRAM对输入数据信号的规
范要求见表格12。
表格 10 写数据信号完整性测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
SLEWr
SLEWf
Max
Min Max
Min Max
Min Max
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
1.0
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
VREF + 0.20
1.0
1.0
2.0
2.0
VREF + 0.31
1.0
1.0
2.0
2.0
VREF + 0.31
V/ns
V/ns
V/ns
V/ns
V
V
V
V
SLEWr(差分)
2.0
SLEWf(差分)
2.0
VSWING(MAX)
Vih(ac)
Vih(dc)
Vil(ac)
Vil(dc)
Over
shoot
Under
shoot
tDIPW
tDQSH
tDQSL
Vmax
Vmin
VREF + 0.25
1.0
1.0
1.0
1.0
VREF+0.125 VDD+0.3
-0.3
0.35tCK
0.35tCK
0.35tCK
VREF- 0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.38
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.28
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.23
VREF-0.125 V
0.5
0.23
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
V
V-ns
V
V-ns
V
V
0.5
0.38
0.35tCK
0.35tCK
0.35tCK
0.5
0.28
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
0.5
0.23
0.5
0.23
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
57
6.3 时序测试
6.3.1.1 HS-DDR2 SDRAM-T-001 读操作数据信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-001-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口读操作数据信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输出数据信号的时序关系,以DDR2 SDRAM规范和芯
片手册为准;在控制器端测试输入信号的时序关系,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个或者3个通道,单端信号用单端探头,差分信号用
差分探头。每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输出信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规范和
芯片手册的要求;在CPU端测试输入信号的时序关系,满足控制器手册的要求。下表为
DDR2 SDRAM规范对输出信号的时序要求。
表格 11 DDR2 SDRAM端读数据信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tAC
tDQSCK
tDQSQ
tQH
tHZ
tLZDQ
tLZDQS
tRPRE
Max Min Max Min Max Min Max
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
-600
-500
+600
+500
+350
tAC max
tAC max
tAC max
-500
-450
+500
+450
+300
tAC max
tAC max
tAC max
-450
-400
+450
+400
+240
tAC max
tAC max
tAC max
-400
-350
+400
+350
+200
tAC max
tAC max
tAC max
ps
ps
ps
ps
ps
ps
ps
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
0.9
tCK
1.1
tCK
0.9
tCK
1.1
tCK
0.9
tCK(avg)
1.1
tCK(avg)
0.9
tCK(avg)
1.1
tCK(avg)
tRPST
0.4 0.6 0.4 0.6 0.4
0.6
0.4
0.6
58
tCK
tCK
tCK
tCK
tCK(avg)
tCK(avg)
tCK(avg)
tCK(avg)
6.3.1.2 HS-DDR2 SDRAM-T-002 写操作数据信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口写操作数据信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输入数据信号的时序关系,以DDR2 SDRAM规范和芯
片手册为准;在控制器端测试输出信号的时序关系,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个或者3个通道,单端信号用单端探头,差分信号用
差分探头。每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规范和
芯片手册的要求;在CPU端测试输出信号的时序关系,满足控制器手册的要求。下表为
DDR2 SDRAM规范对输入信号的时序要求。
表格 12 DDR2 SDRAM端写数据信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tDS(base)
tDH(base)
tDS1(base)
tDH1(base)
tDQSS
tck tck tck tck tck(avg) tck(avg) tck(avg) tck(avg)
150
275
25
25
Max
Min
100
DDR2-533
Max
DDR2-667
Min
100
175
TBD
TBD
Max
TBD
TBD
0.25
DDR2-800
Unit
Min
50
125
TBD
TBD
-0.25
Max
TBD
TBD
0.25
tck
ps
ps
ps
ps
225
-25
-25
-0.25 0.25 -0.25 0.25 -0.25
0.4
tWPST
0.6 0.4
tCK
0.6 0.4
tCK
tCK(avg)
0.6
tCK(avg)
0.4
tCK(avg)
0.6
tCK(avg)
tCK
0.35
tCK
0.35 0.
35
K(avg)
0.
35
K(avg)
tWPRE
tDSS
tCK
-0.2
0.2
tCK
-0.2
-0.2 0.2
59
0.2 -0.2 0.2
tck
-0.2
tDSH
tck
0.2
tck
tck
-0.2
tck
tck
0.2
tck
tck(avg) tck(avg) tck(avg) tck(avg)
-0.2 0.2 -0.2 0.2
tck tck(avg) tck(avg) tck(avg) tck(avg)
6.3.1.3 HS-DDR2 SDRAM-T-003 控制信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口控制信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在DDR2 SDRAM接收端分别测试WE_N、CAS_N、RAS_N、CKE和CS_N
信号的时序关系。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个通道,单端信号用单端探头,差分信号用差分探头。
每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入控制信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。下表为DDR2 SDRAM规范对输入控制信号的时序要求。
表格 13 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tIS(base)
tIS(base)
350
475
Max
Min Max
Min
200
275
Max
Min
175
250
Max
ps
ps
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
250
375
6.3.1.4 HS-DDR2 SDRAM-T-004 地址信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-004
用例名称:DDR2 SDRAM接口地址信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM端测试,分别测试A信号的时序关系。
60
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个通道,单端信号用单端探头,差分信号用差分探头。
每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入地址信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。下表为DDR2 SDRAM规范对输入地址信号的时序要求。
表格 14 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tIS(base)
tIS(base)
350
475
Max
Min Max
Min
200
275
Max
Min
175
250
Max
ps
ps
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
250
375
6.4 时钟信号测试
6.4.1.1 HS-DDR2 SDRAM-C-001 时钟信号波形测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-C-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口时钟信号波形测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有正常的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端测试。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 使用
高端示波器,测试单端信号的指标使用单端探头,测试差
分信号的指标使用差分探头,测试如下表所示的指标。
2、
记录测试结果
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入时钟信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。下表为DDR2 SDRAM规范对输入时钟信号的时序要求。
表格 15 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min Max Min Max Min Max Min Max
61
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
Vid
Vix
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
8000
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
3750
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
8000
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
V
V
tCK
tCK(avg)
tCH
tCH(avg)
5000
NA
3000
NA
8000
NA
2500
NA
8000
ps
ps
tCK
tck(avg)
NA
0.45
NA
0.45
NA
-0.3
NA
0.55
NA
0.55
NA
VDD+0.3
NA
0.45
NA
0.45
NA
NA
0.55
NA
0.55
NA
NA
0.48
NA
0.52
NA
0.48
NA
0.52
tCL
tCL(avg)
NA
0.48
NA
0.52
NA
0.48
NA
0.52
tCK
tCK(avg)
Vmax
Vmin
SLEWr
SLEWf
VDD+0.3
-0.3
VDD+0.3
-0.3
VDD+0.3 V
V
V/ns
V/ns
-0.3
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
6.4.1.2 HS-DDR2 SDRAM-C-002 时钟Jitter测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-C-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口时钟Jitter测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端测试。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入时钟信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。
表格 16 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
Tj(10e-12)
Dj
Rj
tJIT(per)
tJIT(cc)
tJIT(duty)
DDR2-533
Max
DDR2-667
Max
DDR2-800
Unit
Max
Min
Min
Min
Max
ps
ps
NA
NA
NA
-125
- 250
- 125
125
250
125
-100
-200
-100
100
200
100
ps
ps
ps
ps
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
62
tERR(2per)
tERR(3per)
tERR(4per)
tERR(5per)
tERR(6-10per)
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
- 175
-225
- 250
- 250
-350
-450
175
225
250
250
350
450
-150
-175
-200
-200
-300
-450
150
175
200
200
300
450
ps
ps
ps
ps
ps
ps tERR(11-50per)
NA
6.4.1.3 HS-DDR2 SDRAM-C-003 时钟精度测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-C-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口时钟波形测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端测试。
测试工具和仪表:频率计
测试说明:目前频率计只有225MHZ的带宽。
测试方法和步骤:
1、 使用频率计,分别测试差分时钟的正负时钟单端的时钟精度
2、 记录测试结果
通过准则:满足芯片手册要求。一般要求50PPM。
7 引用
1、 JESD79-2E DDR2 SDRAM SPECIFICATION
2、 Agilent DSO90000 Help document
63
2024年8月29日发(作者:易新文)
DDR2 SDRAM接口硬件测试规范
目 录
DDR2 SDRAM接口硬件测试规范 ....................................................... I
1 范围 ............................................................................. 3
2 术语和定义 ....................................................................... 3
3 缩略语 ........................................................................... 3
4 测试仪器仪表清单 ................................................................. 4
5 接口说明 ......................................................................... 4
5.1 SDRAM接口信号说明 ............................................................ 4
5.2 DDR2 SDRAM接口功能指标 ...................................................... 5
5.2.1 电源完整性需要测试以下指标 ................................................... 6
5.2.2 信号完整性需要测试以下指标 ................................................... 7
5.2.3 时序需要测试以下指标 ......................................................... 7
5.2.4 时钟信号需要测试以下指标 ..................................................... 8
5.3 DDR2 SDRAM参数测试说明 ...................................................... 9
5.3.1 DDR2 SDRAM读写区分的方法 .................................................. 9
5.3.2 单端信号AC输入参数测量 .................................................... 11
5.3.2.1 VSWING(MAX)的测试方法 .................................................. 11
5.3.2.2 SlewR参数测量方法 ........................................................ 12
5.3.2.3 SlewF参数的测量方法 ....................................................... 13
5.3.2.4 VIH的测试方法 ............................................................ 14
5.3.2.5 VIL的测试方法 ............................................................ 15
5.3.2.6 tDIPW的测试方法 .......................................................... 15
5.3.2.7 tIPW的测试方法 ........................................................... 15
5.3.3 输入信号过冲欠冲测试 ........................................................ 16
5.3.3.1 信号过冲测试方法 .......................................................... 16
5.3.3.2 信号欠冲测试方法 .......................................................... 17
5.3.4 差分信号AC参数测量 ........................................................ 17
5.3.4.1 SlewR测试方法 ............................................................ 17
5.3.4.2 SlewF测试方法 ............................................................. 18
5.3.4.3 VID测试方法 .............................................................. 19
5.3.4.4 VIX测试方法 .............................................................. 20
5.3.4.5 VOX的测试方法 ........................................................... 21
5.3.4.6 tDQSH的测试方法 .......................................................... 22
5.3.4.7 tDQSL的测试方法 .......................................................... 23
5.3.5 控制和地址信号时序测试 ...................................................... 24
5.3.5.1 tIS(base)测试方法 ........................................................... 24
5.3.5.2 tIH(base)测试方法 ........................................................... 26
5.3.6 数据信号时序测试 ............................................................ 26
5.3.6.1 tDS(base)测试方法 .......................................................... 26
5.3.6.2 tDH(base)测试方法 .......................................................... 27
5.3.6.3 tDS1(base)测试方法 ......................................................... 28
5.3.6.4 tDH1(base)测试方法 ......................................................... 30
5.3.6.5 tAC的测试方法 ............................................................ 32
5.3.6.6 tDQSCK的测试方法 ........................................................ 33
5.3.6.7 tDQSQ的测试方法 .......................................................... 34
5.3.6.8 tQH的测试方法 ............................................................ 35
5.3.6.9 tDQSS的测试方法 .......................................................... 36
5.3.6.10 tDSS的测试方法 .......................................................... 37
5.3.6.11 tDSH的测试方法 .......................................................... 38
5.3.6.12 tHZ的测试方法 ........................................................... 39
5.3.6.13 tLZ的测试方法 ............................................................ 40
5.3.6.14 tRPRE的测试方法 ......................................................... 42
5.3.6.15 tRPST的测试方法 ......................................................... 43
5.3.6.16 tWPRE的测试方法 ......................................................... 44
5.3.6.17 tWPST的测试方法 ......................................................... 45
5.3.7 时钟信号测试 ................................................................ 46
5.3.7.1 tCK(avg)的测试方法 ......................................................... 46
5.3.7.2 tCH(avg)/ tCL(avg)的测试方法 ................................................ 47
5.3.7.3 Tj、Dj和Rj的测试方法 ..................................................... 47
5.3.7.4 tJIT(per)的测试方法 ......................................................... 48
5.3.7.5 tJIT(cc)的测试方法 .......................................................... 48
5.3.7.6 tJIT(duty)的测试方法 ........................................................ 49
5.3.7.7 tERR(nper)的测试方法 ....................................................... 49
6 测试内容 ........................................................................ 50
6.1 电源完整性测试 ................................................................ 50
6.1.1.1 HS-DDR2 SDRAM-P-001 电源精度测试 ........................................ 50
6.1.1.2 HS-DDR2 SDRAM-P-002 电源纹波测试 ........................................ 51
6.1.1.3 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电波形测试 .................................... 53
6.1.1.4 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电时序测试 .................................... 53
6.2 信号完整性和时序测试 .......................................................... 54
6.2.1.1 HS-DDR2 SDRAM-S-001控制信号完整性测试 .................................. 54
6.2.1.2 HS-DDR2 SDRAM-S-002地址信号完整性测试 .................................. 55
6.2.1.3 HS-DDR2 SDRAM-S-003读操作数据信号完整性测试 ............................ 56
6.2.1.4 HS-DDR2 SDRAM-S-004写操作数据信号完整性测试 ............................ 56
6.3 时序测试 ...................................................................... 58
6.3.1.1 HS-DDR2 SDRAM-T-001 读操作数据信号时序测试 .............................. 58
6.3.1.2 HS-DDR2 SDRAM-T-002 写操作数据信号时序测试 .............................. 59
6.3.1.3 HS-DDR2 SDRAM-T-003 控制信号时序测试 .................................... 60
6.3.1.4 HS-DDR2 SDRAM-T-004 地址信号时序测试 .................................... 60
6.4 时钟信号测试 .................................................................. 61
6.4.1.1 HS-DDR2 SDRAM-C-001 时钟信号波形测试 ................................... 61
6.4.1.2 HS-DDR2 SDRAM-C-002 时钟Jitter测试 ...................................... 62
6.4.1.3 HS-DDR2 SDRAM-C-003 时钟精度测试 ....................................... 63
7 引用 ............................................................................ 63
1 范围
本标准规定了DDR2 SDRAM接口的硬件测试方法和相关测试注意事项,并结合测试示例
给以说明。
2 术语和定义
SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory 同步动态随机存取内存
DDR2 Double Data Rate SDRAM 双倍速数据速率SDRAM
DDR2 DDR-Ⅱ 第二代 DDR
SSTL Stub Series Terminated Logic 短线串联终止逻辑电路
CPU Central Process Unit 中央处理器
3 缩略语
表格 1 缩略语列表
VDD
VDDQ
VREF
VDDL
VIH(DC)
VIL(DC)
VIH(AC)
VIL(AC)
VOH
Device supply voltage芯片电源电压
Output supply voltage输出电源电压
Input reference voltage输入参考电压
DLL Power Supply DLL电源电压
DC Input Logic High直流输入高电平
DC Input Logic Low直流输入低电平
AC Input Logic High交流输入高电平
AC Input Logic Low交流输入低电平
HIGH-state output voltage, corresponding to logic 1 at output
高电平输出电压,输出端对应逻辑为1。
VOL LOW-state output voltage, corresponding to logic 0 at output
低电平输出电压,输出端对应逻辑为0。
ODT
OCD
AL
SSTL_18
On-Die Termination 内置匹配电阻
Off-Chip Driver 离线驱动调整
Additive Latency 附加延迟
Stub Series Terminated Line for 1.8 Volts 1.8V的SSTL电平
3
4 测试仪器仪表清单
表格 2 测试仪器仪表清单
序号 设 备 名 称 精 度 及 级 别 备注
1 高端实时示波器
双通道 带宽≥4Ghz
采样速率:≥40Ghz
测频分辨率:11-12位/秒
测时分辨率:≤200ps
频偏分析范围:0.01Hz ~ 40MHz
如LeCroy SDA6000,TEK CSA
8000,Agilent80000B
如agilent 53131A 测频率
有10Mhz外部基准输入口
如PN9000
2 数字频率计
3 相位噪声测试仪 测量精度:频偏 ≤1MHz, ± 2dB; 频
偏>1MHz, ± 3dB
4 通用实时示波器
双通道 带宽≥200Ghz
采样速率:≥1Ghz
直流电压量程:200mv~10V
精度:±(0.5%+3)
Lecroy WaveSurfer 64XS
5 数字万用表
VICTOR 88B数字万用表
5 接口说明以及方法
5.1 SDRAM接口信号说明
表格 3 DDR2 SDRAM接口管脚说明如下
信号组
地址信号
BA
时钟信号 CK_P/CK_N
DQ
数据信号
Bank地址信号输入
时钟信号输入
数据信号输入输出
信号名称
A
信号说明
地址信号输入
DQS_P/DQS_N 数据锁存信号输入输出
DM
RAS_N
ODT
数据掩码信号输入
行地址锁存信号输入
内置匹配电阻控制输入信号
列地址锁存信号输入
写使能信号输入
片选信号输入
4
控制信号 CAS_N
WE_N
CS_N
CKE
VDD
VDDQ
电源 VREF
VDDL
VREF
时钟使能信号输入
芯片供电管脚
DQ供电管脚
端接电源电压
DLL电源电压
SSTL_18接口参考电源
5.2 DDR2 SDRAM接口功能指标
DDR2 SDRAM全称为Double Data Rate 2 SDRAM,中文名为“第二代双倍数据速率同步动
态随机读取存储器”。DDR2 SDRAM属于SDRAM家族。DDR2 SDRAM是在DDR SDRAM基础上的升级,
是目前最通用的SDRAM规格。
目前的DDR2 SDRAM有几个标准速率:
DDR2-400
DDR2-533
DDR2-667
DDR2-800
DDR2-1000
DDR2-1066
DDR2-1200
DDR2 SDRAM在系统时钟的上升沿和下降沿进行数据操作。DDR2接口原理框图如图1所示.
图表 1 DDR2 SDRAM接口原理框图
下表为DDR2 SDRAM的技术规格:
表格 4 DDR2 SDRAM的技术规格表
参数
VDD
DDR2 SDRAM
1.8V
5
VDDL
VDDQ
VREF
VREF
I/O接口
数据传输率(Mbps)
容量标准
CL值
预取设计(Bit)
逻辑Bank数量
突发长度
封装
1.8V
1.8V
0.5*VDDQ
VREF
SSTL_18
400-1200
256M~2G
3/4/5
4
4/8
4/8
FBGA
DDR2接口的DQS是源同步时钟,在接收端使用DQS来读出相应的数据DQ,上升沿和下
降沿都有效。对于DDR2,DQS是差分信号。
DDR2 SDRAM虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但
DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力。换句话说,DDR2内存每个时钟能
够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
与DDR相比,DDR 2增加了几个特性:ODT(On Die Termination),DDR 匹配放在单板
上,DDR2把匹配直接设计到DRAM芯片内部,用来改善信号质量和节省空间。OCD(Off Chip
Driver)技术是加强上下拉驱动的控制功能,通过减小DQS与DQS#的时滞(Skew)来增加信号
的时序容限(Timing Margin)。Posted CAS是提高总线利用率的一种方法。AL(Additive
Latency)技术是相对于外部CAS,内部CAS执行一定的延时。
DDR2 SDRAM接口使用的是SSTL_18接口,该接口的输入信号电平有AC和DC之分。其
中AC电平的使用是为了保证,接收端在该电平处必须满足其时序参数的要求;或者说AC
电平的主要目的是保证器件能够识别出逻辑翻转。DC电平则主要是为了逻辑状态稳定的需
要,就是说,如果接收端输入信号的电平大于该值,逻辑状态就会稳定在该状态,并隐含着
信号过冲和振铃幅度的限制。
DDR2 SDRAM接口的硬件测试分为:电源完整性测试,信号完整性测试(不包括时钟),
时钟测试和时序测试。下边给出每个测试需要进行的测试项。
5.2.1 电源完整性需要测试以下指标
1、 电源精度测试:需要测试电源VDD、VDDQ、VDDL、VREF和VREF的电压精度
2、 电源纹波测试:需要测试电源VDD、VDDQ、VDDL、VREF和VREF的电源纹波
3、 上电波形测试:需要测试电源VDD、VDDQ、VDDL、VREF和VREF的上电波形
4、 上电时序测试:需要测试VDD和VDDQ、VDDQ、VDDL、VREF和VREF之间的上电时序
6
5.2.2 信号完整性需要测试以下指标
表格 5 信号完整性测试项目列表
测量参数 参数的含义
Input signal maximum peak to peak swing
哪些信号需要测试
控制,地址、数据,时钟
控制,地址、数据,时钟
V
SWING(MAX)
SLEWr
SLEWf
Vih(ac)
Vih(dc)
Vil(ac)
Vil(dc)
Voh
Vol
Overshoot
Input signal minimum rising slew rate
Input signal minimum falling slew rate 控制,地址、数据,时钟
Maximum AC Input Logic High
Minimum DC Input Logic High
Minimum AC Input Logic Low
Maximum DC Input Logic Low
Output High Voltage
Output Low Voltage
Overshoot amplitude
Overshoot area
Undershoot amplitude
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制,地址,数据、时钟
控制、地址
CKE
(HIGH and LOW pulse width)
DQ and DM input pulse width
DQS input high pulse width
DQS input low pulse width
DQ和DM
DQS
DQS
Undershoot
Undershoot area
Vmax
Vmin
tIPW
tCKE
tDIPW
tDQSH
tDQSL
Maximum Input Voltage
Minimum Input Voltage
Control & Address input pulse width
CKE minimum pulse width
5.2.3 时序需要测试以下指标
表格 6 时序测试项目列表
测量参数 参数的含义
地址信号时序测试
tIS(base)
tIH(base)
ADDR2ess Input Setup Time
ADDR2ess Input Hold Time
控制信号时序测试
7
tIS(base)
tIH(base)
Control
Input Setup Time
Control
Input Setup Time
数据信号时序测试
tDS(base)
tDH(base)
tDS1(base)
tDH1(base)
tDQSCK
tDQSQ
tQH
tDQSS
tDSS
tDSH
tHZDQ
tLZDQ
tLZDQS
tHZDQS
tRPRE
tRPST
tWPRE
tWPST
DQ/DM input setup time(differential strobe)
DQ/DM input hold time(differential strobe)
DQ and DM input setup time (single-ended strobe)
DQ and DM input hold time (single-ended strobe)
DQS output access time from CK,/CK
DQS-DQ skew for DQS and associated DQ signals, For BGA Package
DQ/DQS output hold time from DQS
DQS latching transition to associated clock edge
DQS falling edge to CK setup time
DQS falling edge hold time from CK
DQ out high-impedance time from CK,/CK
DQ low-impedance time from CK,/CK
DQS low-impedance time from CK,/CK
DQS high-impedance time from CK,/CK
Read Preamble
Read Postamble
Write Preamble
Write Postamble
5.2.4 时钟信号需要测试以下指标
表格 7 时钟信号测试项目列表
测量参数 参数的含义
时钟信号波形测试
Vid
Vix
tCK
Period Falling Edge Measurements
tCH
tCL
tCK(avg)
clock HIGH pulse width
clock LOW pulse width
Average clock Period Rising Edge Measurements
AC differential input voltage
AC differential input cross point voltage
Period Rising Edge Measurements
8
Average clock Period Falling Edge Measurements
tCH(avg)
tCL(avg)
Vmax
Vmin
Average clock HIGH pulse width
Average clock LOW pulse width
Maximum Input Voltage
Minimum Input Voltage
Input Signal Maximum Peak To Peak Swing
Input signal minimum rising slew rate
Input signal minimum falling slew rate
时钟信号Jitter测试
Tj(10e-12)
Dj
Rj
tJIT(per)
Clock Period Jitter falling Edge Measurements
Cycle to Cycle Period Jitter Rising Edge Measurements
tJIT(cc)
Cycle to Cycle Period Jitter falling Edge Measurements
The Half Period Jitter Average High Pulse Measurement
tJIT(duty)
The Half Period Jitter Average Low Pulse Measurement
Cumulative Error(across n cycles) Rising Edge Measurements
tERR(n-per)
Cumulative Error(across n cycles) Falling Edge Measurements
Total Jitter(10e-12)
Deterministic Jitter
Random Jitter
Clock Period Jitter Rising Edge Measurements
VSWING(MAX)
SLEWr
SLEWf
5.3 DDR2 SDRAM参数测试说明
5.3.1 DDR2 SDRAM读写区分的方法
1、 通过数据延迟来区分读写
使用示波器的两个通道CH1和CH3,CH1连接到DDR2 SDRAM端,CH3连接到存储器控制
端,使用CH1为触发源,当捕获到的波形显示,CH3落后于CH1时,就是读周期。
2、 通过DQ和DQS的关系来区分读写
在DDR2 SDRAM中,DQS的是源同步时钟。DQS和DQ都是三态信号,在PCB走线上双向
传输,读操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ的信号边沿处对齐,如图表2所示;而
写操作时,DQS信号的边沿在时序上与DQ信号的中心处对齐。如图表3所示:
9
图表 2 DDR2 SDRAM读操作DQS与DQ时序图
图表 3 DDR2 SDRAM写操作DQS与DQ时序图
3、 通过驱动电平来区分
一般在DDR2 SDRAM的应用中,可以以数据信号的驱动能力来区分。接收的波形幅度要
小于发送的波形幅度。但是这个并不是总是这样的。使用的时候最好用第一种或者第二
种方法,来验证一下。图表4为某单板在5665端测试的DQS与DQ数据信号,幅值比较
低的为读信号,幅值比较高的为写信号。但是并不是总是这样的,比如其他单板上的
SDRAM的信号,不管在那端测试,QE/TME的驱动的写数据信号的幅度总是大于读数据信
号的幅度。
10
图表 4 某单板在5665端测试的DQS和DQ信号
5.3.2 单端信号AC输入参数测量
5.3.2.1 VSWING(MAX)的测试方法
输入信号峰峰值中的最大值。使用示波器自带的自动测试项Vp-p,进行测试,测试结
果中的max作为测试结果。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号,时钟信号。
图表 5 VSWING(MAX)的测试示意图
11
图表 6 VSWING(MAX)的测试示例
5.3.2.2 SlewR参数测量方法
输入信号上升沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的上升沿Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号,按照这个方法测试,如果是差分DQS模式,DQS信号需要按照差分SlewR方法测
试)。
图表 7 单端信号的SlewR测量示意图
12
图表 8 单端信号的SlewR测试示例
5.3.2.3 SlewF参数的测量方法
输入信号下降沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的下降沿的Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号,按照这个方法测试,如果是差分DQS模式,DQS信号需要按照差分SlewF方法测
试)。
图表 9 单端信号的SlewF测量示意图
13
图表 10 单端信号的SlewF测试示例
5.3.2.4 VIH的测试方法
DDR2 SDRAM接口使用的是SSTL_2电平。输入信号的电平分为AC和DC。
需要保证任何输入的单端信号必须大于VIH(AC)值一定时间,可能由于振铃信号,信号
会回落,但是不能回落到VIH(DC)电平之下。
可以使用余晖的方式,累计显示是否有不符合要求的信号。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号)。
14
图表 11 SSTL_2输入电压示意图
5.3.2.5 VIL的测试方法
DDR2 SDRAM接口使用的是SSTL_2电平。输入信号的电平分为AC和DC。
需要保证任何输入的单端信号必须小于VIL(AC)值一定时间,可能由于振铃信号,信号
会回落,但是不能回落到VIL(DC)电平之上。
可以使用余晖的方式,累计显示是否有不符合要求的信号。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号(DQ,DM和单端DQS模式的
DQS信号)。
图表 12 SSTL_2输入电压示意图
5.3.2.6 tDIPW的测试方法
输入DQ/DM信号的脉冲宽度。分为高电平宽度和低电平宽度。
测试方法:从DQ/DM信号边沿的Vref电平到下个边沿的Vref电平的时间差。
需要在写周期测试。
5.3.2.7 tIPW的测试方法
输入控制信号和地址信号的脉冲宽度。分为高电平宽度和低电平宽度。
15
测试方法:从控制信号和地址信号边沿的Vref电平到下个边沿的Vref电平的时间差。
需要在写周期测试。
5.3.3 输入信号过冲欠冲测试
5.3.3.1 信号过冲测试方法
信号的过冲测试分为过冲幅值测试和过冲面积测试,测试的目的是为了验证是否与
DDR2 SDRAM规范相一致。
过冲的最大值等于波形幅度的最大值与VDD的差;过冲面积的计算是通过计算过冲的时
间与过冲幅度的积来计算的。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号
图表 13 过冲测试示意图
图表 14过冲测试示例
16
5.3.3.2 信号欠冲测试方法
信号的欠冲测试分为欠冲幅值测试和欠冲面积测试,测试的目的是为了验证是否与
DDR2 SDRAM规范相一致。
欠冲幅度等于波形幅度的最小值与VDD的差;欠冲面积的计算是通过计算欠冲的时间与
欠冲幅度的积来计算的。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:地址信号、控制信号、数据信号
图表 15 欠冲测试示意图
图表 16 过冲测试示例
5.3.4 差分信号AC参数测量
5.3.4.1 SlewR测试方法
输入信号上升沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的上升沿Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
17
测试方法:从差分输入信号上升沿的-250mv到500mv的斜率。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
测试步骤:
1、 使用差分探头连接被测信号,差分探头的正负,分别连接差分信号的主信
号和辅助信号。
2、 假设被测信号在CH1,在示波器内设置CH1的top值为500mv,base值为
-250mv。
3、 使用示波器内的自动测试参数项slew rate测试,使用slew rate的最小
值作为测试结果。
见图表17为差分信号的SlewR的测试示例。
如下信号需要测试该参数:差分DQS信号、差分时钟信号。
图表 17 差分信号SlewR的测试示例
5.3.4.2 SlewF测试方法
输入信号下降沿最小斜率。这个测试的目的是为了验证,被测信号的下降沿Slew
rate是否大于等于DDR2 SDRAM规范中规定的最小值。
测试方法:从差分输入信号下降沿的250mv到-500mv的斜率。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
测试步骤:
1、 使用差分探头连接被测信号,差分探头的正负,分别连接差分信号的主信
18
号和辅助信号。
2、 假设被测信号在CH1,在示波器内设置CH1的top值为250mv,base值为
-500mv。
3、 使用示波器内的自动测试参数项slew rate测试,使用slew rate的最小
值作为测试结果。
见图表18为差分信号的SlewF的测试示例。
如下信号需要测试该参数:差分DQS信号、差分时钟信号。
图表 18 差分信号SlewF的测试示例
5.3.4.3 VID测试方法
差分输入电压测试。测试目的是为了验证是否与DDR2 SDRAM规范一致。
使用两个通道,一个通道连接差分的主信号,一个通道连接差分的辅助信号。用主信号
的高电平值(使用直方图统计或者使用示波器的自动测量参数)减去辅助信号的低电平
值(使用直方图统计或者使用示波器的自动测量参数)。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:时钟信号、差分DQS信号。
19
图表 19 VID测试示意图
图表 20 VID测试示例
5.3.4.4 VIX测试方法
差分输入交叉点电压测试。测试目的是为了验证是否与DDR2 SDRAM规范一致。使
用两个通道,一个通道连接差分的主信号,一个通道连接差分的辅助信号。使用示波器
产生一个差分波形,以主信号和辅助信号为两个差分源。差分波形的交叉点对应的位置,
就是要测试的电压点,使用光标测量主信号和副信号的交叉点电压。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数:时钟信号、差分DQS信号。
20
图表 21 VIX测试示意图
图表 22 VIX测试示例
5.3.4.5 VOX的测试方法
差分输出交叉点电压测试。测试目的是为了验证是否与DDR2 SDRAM规范一致。使
用两个通道,一个通道连接差分的主信号,一个通道连接差分的辅助信号。使用示波器
产生一个差分波形,以主信号和辅助信号为两个差分源。差分波形的交叉点对应的位置,
就是要测试的电压点,使用光标测量主信号和副信号的交叉点电压。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
如下信号需要测试该参数: DQS信号。
21
图表 23 VOX测试示意图
图表 24 VOX测试示例
5.3.4.6 tDQSH的测试方法
输入DQS信号的高脉冲宽度。
测试方法:从DQS信号上升沿的交叉点(差分信号)或者Vref(单端信号)电平到下
个边沿的0电平(差分信号)或者Vref(单端信号)的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见图表25为测试示例。
需要在写周期测试。
22
图表 25 tDQSH参数的测试示例
5.3.4.7 tDQSL的测试方法
输入DQS信号的低脉冲宽度。
测试方法:从DQS信号下降沿的交叉点(差分信号)或者Vref(单端信号)到下个边
沿的交叉点(差分信号)或者Vref(单端信号)电平的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见图表26为测试示例。
需要在写周期测试。
23
图表 26 tDQSL参数的测试示例
5.3.5 控制和地址信号时序测试
5.3.5.1 tIS(base)测试方法
控制信号和地址信号的输入建立时间。测试的方法:从控制信号或者地址信号的AC电
平值到差分时钟上升沿的交叉点的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
24
图表 27 tIS(base)和tIH(base)参数测试示意图
图表 28 tIS(base)测试示例
25
5.3.5.2 tIH(base)测试方法
控制信号和地址信号的输入保持时间。测试的方法:从时钟上升沿的交叉点到控制信号
或者地址信号的DC电平值的时间差。
注:测试差分信号时,注意差分探头和差分信号的极性。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
图表 29 tIH(base)测试示例
5.3.6 数据信号时序测试
5.3.6.1 tDS(base)测试方法
输入DQ/DM信号的建立时间。
使用差分DQS模式,测试方法:从输入DQ/DM信号边沿的AC电平值到输入DQS信号边
沿交叉点的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
26
图表 30 tDS(base)测试示意图
图表 31 tDS(base)测试示例
5.3.6.2 tDH(base)测试方法
DQ/DM输入保持时间。
使用差分DQS模式,测试方法:从DQS交叉点到DQ/DM的DC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示例。
需要在写周期测试。
27
图表 32 tDH(base)测试示例
5.3.6.3 tDS1(base)测试方法
DQ/DM输入建立时间。
使用单端DQS模式,测试的方法是:从DQ/DM信号边沿的AC电平值到与DQ相对应的
DQS信号边沿的DC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
28
图表 33 tDS1(base)和tDH1(base)参数的测试示意图
29
图表 34 tDS1(base)参数的测试示例
5.3.6.4 tDH1(base)测试方法
DQ/DM输入保持时间。
使用单端DQS模式,测试的方法是:从DQ/DM信号边沿的DC电平值到与DQ相对应的
DQS信号边沿的AC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
30
图表 35 tDS1(base)和tDH1(base)参数的测试示意图
31
图表 36 tDH1(base)参数的测试示例
5.3.6.5 tAC的测试方法
输出DQ与时钟的skew。测试方法:差分时钟的交叉点与DQ数据的Vref电平的时
间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
图表 37 tAC参数的测试示意图
32
图表 38 tAC参数的测试示例
5.3.6.6 tDQSCK的测试方法
输出DQS与时钟的skew。
如果使用的是差分DQS信号,就计算差分时钟的交叉点与DQS信号的交叉点之间的时间
差。如果使用的是单端DQS信号,就计算单端DQS信号的Vref电平与之相对应的时钟信号
的Vref电平之间的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
33
图表 39 tDQSCK参数的测试示例
5.3.6.7 tDQSQ的测试方法
DQS输出与DQ输出之间的skew。
测试方法:从输出DQS信号的交叉点(差分信号)或者Vref电平(单端信号)到与之
相邻的DQ信号的逻辑切换时的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
34
图表 40 tDQSQ参数的测试示例
5.3.6.8 tQH的测试方法
DQ输出相对于DQS输出信号之间的保持时间。
测试方法:从输出DQS信号的交叉点(差分信号)或者Vref电平(单端信号)到输出
DQ信号边沿的DC电平值的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
图表 41 tQH参数的测试示意图
35
5.3.6.9 tDQSS的测试方法
从时钟到输入DQS的第一个有效锁存边沿的时间差。有最大最小值之分。一般情况下,
从控制器输出的写数据的DQS信号,在开始会有个low/high-state状态,称为前导
(preamble),前导之后的第一个上升沿,就是DDR2 SDRAM可以锁存数据的第一个有效边沿。
该参数要关注的就是从输入DQS信号的low/high-state之后的第一个上升沿交叉点(差分
信号)或者Vref电平(单端信号)到与之对应的时钟信号交叉点之间的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
图表 42 tDQSS参数的测试示意图
36
图表 43 tDQSS参数的测试示例
5.3.6.10 tDSS的测试方法
从DQS信号的下降沿到时钟信号的建立时间。如下图所示,需要从DQS下降沿的交叉点
(差分信号)或者Vref电平(单端信号)到时钟交叉点的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
图表 44 tDSS参数的测试示意图
37
图表 45 tDSS参数的测试示例
5.3.6.11 tDSH的测试方法
从时钟信号到数据选通DQS信号下降沿的保持时间。如下图所示,需要从时钟信号的交
叉点到DQS下降沿的交叉点(差分信号)或者Vref电平(单端信号)之间的时间差。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在写周期测试。
图表 46 tDSH数的测试示意图
38
图表 47 tDSH参数的测试示例
5.3.6.12 tHZ的测试方法
从DQ不再被驱动到时钟交叉点的时间差。
如下图所示为DQ/DQS的停止驱动点。
见下图为该参数的测试示意图和测试示例。
需要在读周期测试。
39
图表 48 DQ/DQS的停止驱动点示意图
图表 49 tHZ(DQ)的测试示意图
5.3.6.13 tLZ的测试方法
从DQ/DQS驱动到时钟交叉点的时间差。有tLZ(DQS)和tLZ(DQ)之分。
DQ/DQS的驱动点如图表35所示。
图表51和图表52分别为tLZ(DQS)和tLZ(DQ)测试示例。
40
需要在读周期测试。
图表 50 DQ/DQS的驱动点示意图
图表 51 tLZ(DQS)的测试示例
41
图表 52 tLZ(DQ)的测试示意图
5.3.6.14 tRPRE的测试方法
DQS的读前导时长。在读周期,从DQS的驱动点到第一个DQS 边沿的交叉点(差分信号)
或者VREF电平(单端信号)的时间差。
如图表53为tRPRE的测试示例。
需要在读周期测试。
42
图表 53 tRPRE参数的测试示例
5.3.6.15 tRPST的测试方法
DQS的读后导时长。在读周期,从最后一个DQS边沿的交叉点(差分信号)或者Vref
电平(单端信号),到DQS信号停止驱动点的时间差。
如图表54为tRPST的测试示例。
需要在读周期测试。
43
图表 54 tRPST参数的测试示例
5.3.6.16 tWPRE的测试方法
DQS的写前导时长。在写周期,从DQS的驱动点到第一个DQS边沿的交叉点(差分信号)
或者Vref电平(单端信号)的时间差。
如图表55为tWPRE的测试示例。
需要在写周期测试。
44
图表 55 tWPRE参数的测试示例
5.3.6.17 tWPST的测试方法
DQS的写后导时长。在写周期,从最后一个DQS边沿的交叉点(差分信号)或者Vref
电平(单端信号),到DQS信号停止驱动点的时间差。
如图表56为tWPST的测试示例。
需要在写周期测试。
45
图表 56 tWPST参数的测试示例
5.3.7 时钟信号测试
5.3.7.1 tCK(avg)的测试方法
该参数是测试时钟信号的平均周期。只在DDR2 -800和DDR2-667中有规定。分为上升
沿测试和下降沿测试的平均周期。
在DDR2 SDRAM规范JESD79-2E中,对该参数的定义为:
图表 57 JESD79-2E中对tCK(avg)的参数定义
测试方法是:有待确认。
46
5.3.7.2 tCH(avg)/ tCL(avg)的测试方法
该参数是测试时钟信号的平均高低脉冲宽度。只在DDR2 -800和DDR2-667中有规定。
图表 58 JESD79-2E中对tCH(avg)和tCL(avg)的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.3 Tj、Dj和Rj的测试方法
这些参数并没有在DDR2 SDRAM的规范中说明,但是这些参数能够说明时钟Jitter的总
体情况。便于分析。
我们说的Tj,指的是对应着10e-12的误码率情况下的总抖动。Rj和Dj指总抖动值中,
所对应的Dj(δ-δ)和Rj(RMS)抖动值。
注:由于DDR2 SDRAM中的时钟,是双边沿锁存数据的,所以,一定要在Jiter的测量
中设置边沿为双边沿。
需要Agilent DSO80404B示波器的EZJIT附件来测试时钟的各种指标。
测试示例如下图所示:
47
图表 59 时钟抖动测试结果示图
5.3.7.4 tJIT(per)的测试方法
该参数是测试时钟信号连续200个时钟周期的period jitter。只有DDR2 -800和
DDR2-667中有规定。
图表 60 JESD79-2E中的
tJIT(per)
的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.5 tJIT(cc)的测试方法
该参数是测试时钟信号连续200个时钟周期的Cycle-to-cycle Jitter,该参数只在
DDR2 -800和DDR2-667中有规定。
48
图表 61 JESD79-2E中对
tJIT(cc
)的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.6 tJIT(duty)的测试方法
该参数是测试时钟信号连续200个时钟周期的duty cycle Jitter,分为
tJIT(CH)和
tJIT(CL)两个子测试项。
该参数只在DDR2-800和DDR2-667中有规定。
图表 62 JESD79-2E中对
tJIT(duty
)的定义
测试方法:有待确认。
5.3.7.7 tERR(nper)的测试方法
该参数测试时钟信号在n个时钟周期的累积抖动,
需要分别在上升沿和下降沿统计测
试。
该参数只在DDR2-800和DDR2-667中有规定。并且规定需要测试的参数依次有:
tERR(2per)
tERR(3per)
tERR(4per)
tERR(5per)
tERR(6-10per)
tERR(11-50per)
49
图表 63 JESD79-2E中对
tERR(n-per
)的定义
测试方法:有待确认。
6 测试内容
6.1 电源完整性测试
6.1.1.1 HS-DDR2 SDRAM-P-001 电源精度测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源精度测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。见图表64
50
图表 64 电源精度测试示意图
测试点说明:在靠近DDR2 SDRAM接口的各电源接收端测试,在存储器端和CPU端给
SDRAM接口供电电压都需要测试。
测试工具和仪表:万用表
测试方法和步骤:用万用表分别测试DDR2 SDRAM 接口电源VDD,VDDL,VDDQ,VTT和
VREF的电压
通过准则:各种电源精度符合芯片手册和DDR2 SDRAM规范(DDR2 SDRAM规范)要
求。表格8为DDR2 SDRAM规范的电源要求。
表格 8 DDR2 SDRAM规范电源精度要求
6.1.1.2 HS-DDR2 SDRAM-P-002 电源纹波测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源纹波测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。见图表65
板内测试点
板内电源地
被测单板
示波器
图表 65 电源纹波测试示意图
51
测试点说明:在存储器端和CPU端给SDRAM接口供电电压都需要测试。
测试工具和仪表:示波器
测试方法和步骤:用示波器分别测试DDR2 SDRAM 电源VDD,VDDL,VDDQ,VTT和VREF
的纹波。
通过准则:电源精度符合芯片手册和DDR2 SDRAM规范(DDR2 SDRAM规范)要求。
见表格8所示为JESD79-2E对DDR2 SDRAM芯片的要求。
测试示图:下面是DDR2芯片电源纹波的一个示例说明。
(1) 图表66所示为VDD电源在20M带宽的纹波情况;在设置示波器的时候,需要在
捕获时间和采样率之间寻找一个平衡;如图所示捕获时间为5ms,那么能够捕获
的最低频率是200HZ,示波器本身限制带宽到20MHZ,使用100M的采样率能够
很好的测试20M以内的纹波值。
图表 66 纹波测试示图1
(2) 图表67为展开后的电源纹波情况,由于示波器测试到的纹波偏大,我们将捕获
时间减小,便于观察高频的一些情况,我们打开波形如下图所示,说明有一个
300KHZ左右的噪声源,便于研发定位到具体的噪声源。这样对解决纹波过大问
题,有很大帮助。
52
图表 67 纹波测试示图2
6.1.1.3 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电波形测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源上电波形测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。见图表2
测试点说明:分别在CPU端和SDRAM端测试SDRAM接口的电源上电波形
测试工具和仪表:示波器
测试方法和步骤:用示波器分别测试DDR2 SDRAM 接口电源VDD,VDDL,VDDQ,VTT和
VREF的上电波形
通过准则:应该满足DDR2 SDRAM规范和芯片手册要求。(上电波形必须单调、无回勾)。
6.1.1.4 HS-DDR2 SDRAM-P-003 电源上电时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-P-004
用例名称:DDR2 SDRAM接口电源上电时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成。
53
测试点说明:分别在CPU端和SDRAM端测试SDRAM接口的电源上电时序。
测试工具和仪表:示波器
测试方法和步骤:使用示波器测试VDD,VDDL,VDDQ,VTT和VREF的上电时序
通过准则:必须满足芯片手册和DDR2 SDRAM规范要求。下面为DDR2 SDRAM规范要求:
图表 68 DDR2 SDRAM对上电时序的要求
6.2 信号完整性和时序测试
6.2.1.1 HS-DDR2 SDRAM-S-001控制信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口控制信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端分别测试WE_N、CAS_N、RAS_N、CKE和CS_N信号的
波形质量。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
54
(1) 使用高端DSO80404B示波器的有源单端探头,分别测试控制信号的完整性指
标,见表格10.
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
通过准则:DDR2 SDRAM芯片手册和规范的要求。下表为DDR2 SDRAM的规范要求。
表格 9 控制信号完整性测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
SLEWr
SLEWf
Max
Min Max
Min Max
Min Max
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
1.0
1.0
1.0
1.0
VREF + 0.20
1.0
1.0
VREF + 0.31
1.0
1.0
VREF + 0.31
1.0
V/ns
V/ns
V
V
V
V
V
SWING(MAX)
Vih(ac)
Vih(dc)
Vil(ac)
Vil(dc)
Over
shoot
Under
shoot
tIPW
tCKE
Vmax
Vmin
VREF + 0.25
1.0
1.0
1.0
VREF+0.125 VDD+0.3
-0.3
0.6tCK
VREF- 0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF-0.125 -0.3
0.5
1.33
VREF-0.125 -0.3
0.5
1.0
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.8
VREF-0.125 V
0.5
0.66
0.6tCK(avg)
V
V-ns
V
V-ns
tCK
0.5
1.33
0.6tCK
0.5
1.0
0.6tCK(avg)
0.5
0.8
0.5
0.66
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
3
-0.3
3
-0.3
3
-0.3
3
-0.3
V
V
6.2.1.2 HS-DDR2 SDRAM-S-002地址信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口的地址信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端分别测试地址信号波形的信号质量。
测试工具和仪表:高端示波器
55
测试方法和步骤:
(1) 使用高端DSO80404B示波器的单端探头,分别测试地址信号的完整性指标。
见表格10.
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
通过准则:DDR2 SDRAM芯片手册和规范的要求。DDR2 SDRAM的规范要求见表格10。
6.2.1.3 HS-DDR2 SDRAM-S-003读操作数据信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口读操作数据信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输出数据信号的质量,以DDR2 SDRAM规范和芯片手
册为准;在控制器端测试输入信号的质量,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
(1) 使用高端DSO80404B示波器,在靠近CPU端测试读操作数据信号的完整性
指标。其中读写信号的区分见5.3.1小节。
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
对输出参数的要求需要在DDR2 SDRAM端测试。
对输入参数的要求需要在存储器控制端测试
通过准则:见芯片手册和规范的要求。
6.2.1.4 HS-DDR2 SDRAM-S-004写操作数据信号完整性测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-S-004
用例名称:DDR2 SDRAM接口写操作数据信号完整性测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
56
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有正常的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输入数据信号的质量,以DDR2 SDRAM规范和芯片手
册为准;在控制器端测试输出信号的质量,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
(1) 使用高端DSO80404B示波器的单端探头,在靠近SDRAM端测试写操作的数据
信号完整性指标。注:读写信号的区分见6.3.1小节。
(2) 记录测试结果
(3) 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
测试说明:示波器和探头构成的测试系统的带宽要大于2G。才能对信号的一致性进行准
确的测试。
通过准则:DDR2 SDRAM芯片手册和规范的要求。DDR2 SDRAM对输入数据信号的规
范要求见表格12。
表格 10 写数据信号完整性测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
SLEWr
SLEWf
Max
Min Max
Min Max
Min Max
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
1.0
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
VREF + 0.20
1.0
1.0
2.0
2.0
VREF + 0.31
1.0
1.0
2.0
2.0
VREF + 0.31
V/ns
V/ns
V/ns
V/ns
V
V
V
V
SLEWr(差分)
2.0
SLEWf(差分)
2.0
VSWING(MAX)
Vih(ac)
Vih(dc)
Vil(ac)
Vil(dc)
Over
shoot
Under
shoot
tDIPW
tDQSH
tDQSL
Vmax
Vmin
VREF + 0.25
1.0
1.0
1.0
1.0
VREF+0.125 VDD+0.3
-0.3
0.35tCK
0.35tCK
0.35tCK
VREF- 0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.25
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF+0.125 VDD+0.3
VREF-0.20
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.38
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.28
VREF-0.125 -0.3
0.5
0.23
VREF-0.125 V
0.5
0.23
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
V
V-ns
V
V-ns
V
V
0.5
0.38
0.35tCK
0.35tCK
0.35tCK
0.5
0.28
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
0.35tCK(avg)
0.5
0.23
0.5
0.23
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
VDD+0.3
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
57
6.3 时序测试
6.3.1.1 HS-DDR2 SDRAM-T-001 读操作数据信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-001-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口读操作数据信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输出数据信号的时序关系,以DDR2 SDRAM规范和芯
片手册为准;在控制器端测试输入信号的时序关系,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个或者3个通道,单端信号用单端探头,差分信号用
差分探头。每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输出信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规范和
芯片手册的要求;在CPU端测试输入信号的时序关系,满足控制器手册的要求。下表为
DDR2 SDRAM规范对输出信号的时序要求。
表格 11 DDR2 SDRAM端读数据信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tAC
tDQSCK
tDQSQ
tQH
tHZ
tLZDQ
tLZDQS
tRPRE
Max Min Max Min Max Min Max
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
-600
-500
+600
+500
+350
tAC max
tAC max
tAC max
-500
-450
+500
+450
+300
tAC max
tAC max
tAC max
-450
-400
+450
+400
+240
tAC max
tAC max
tAC max
-400
-350
+400
+350
+200
tAC max
tAC max
tAC max
ps
ps
ps
ps
ps
ps
ps
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
tQP-tQHS
2 x tAC min
tAC min
0.9
tCK
1.1
tCK
0.9
tCK
1.1
tCK
0.9
tCK(avg)
1.1
tCK(avg)
0.9
tCK(avg)
1.1
tCK(avg)
tRPST
0.4 0.6 0.4 0.6 0.4
0.6
0.4
0.6
58
tCK
tCK
tCK
tCK
tCK(avg)
tCK(avg)
tCK(avg)
tCK(avg)
6.3.1.2 HS-DDR2 SDRAM-T-002 写操作数据信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口写操作数据信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在CPU接收端和SDRAM端分别测试DQ和DQS信号的波形质量。在
DDR2 SDRAM端测试输入数据信号的时序关系,以DDR2 SDRAM规范和芯
片手册为准;在控制器端测试输出信号的时序关系,以控制器的芯片手册为准。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个或者3个通道,单端信号用单端探头,差分信号用
差分探头。每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规范和
芯片手册的要求;在CPU端测试输出信号的时序关系,满足控制器手册的要求。下表为
DDR2 SDRAM规范对输入信号的时序要求。
表格 12 DDR2 SDRAM端写数据信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tDS(base)
tDH(base)
tDS1(base)
tDH1(base)
tDQSS
tck tck tck tck tck(avg) tck(avg) tck(avg) tck(avg)
150
275
25
25
Max
Min
100
DDR2-533
Max
DDR2-667
Min
100
175
TBD
TBD
Max
TBD
TBD
0.25
DDR2-800
Unit
Min
50
125
TBD
TBD
-0.25
Max
TBD
TBD
0.25
tck
ps
ps
ps
ps
225
-25
-25
-0.25 0.25 -0.25 0.25 -0.25
0.4
tWPST
0.6 0.4
tCK
0.6 0.4
tCK
tCK(avg)
0.6
tCK(avg)
0.4
tCK(avg)
0.6
tCK(avg)
tCK
0.35
tCK
0.35 0.
35
K(avg)
0.
35
K(avg)
tWPRE
tDSS
tCK
-0.2
0.2
tCK
-0.2
-0.2 0.2
59
0.2 -0.2 0.2
tck
-0.2
tDSH
tck
0.2
tck
tck
-0.2
tck
tck
0.2
tck
tck(avg) tck(avg) tck(avg) tck(avg)
-0.2 0.2 -0.2 0.2
tck tck(avg) tck(avg) tck(avg) tck(avg)
6.3.1.3 HS-DDR2 SDRAM-T-003 控制信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口控制信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在DDR2 SDRAM接收端分别测试WE_N、CAS_N、RAS_N、CKE和CS_N
信号的时序关系。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个通道,单端信号用单端探头,差分信号用差分探头。
每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入控制信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。下表为DDR2 SDRAM规范对输入控制信号的时序要求。
表格 13 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tIS(base)
tIS(base)
350
475
Max
Min Max
Min
200
275
Max
Min
175
250
Max
ps
ps
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
250
375
6.3.1.4 HS-DDR2 SDRAM-T-004 地址信号时序测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-T-004
用例名称:DDR2 SDRAM接口地址信号时序测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM端测试,分别测试A信号的时序关系。
60
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 示波器使用2个通道,单端信号用单端探头,差分信号用差分探头。
每个通道量测不同的信号,区分读写。
2、 区分出读信号之后,使用光标或者示波器自带的自动测试来测试时
序参数,并记录测试结果。
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入地址信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。下表为DDR2 SDRAM规范对输入地址信号的时序要求。
表格 14 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
tIS(base)
tIS(base)
350
475
Max
Min Max
Min
200
275
Max
Min
175
250
Max
ps
ps
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
250
375
6.4 时钟信号测试
6.4.1.1 HS-DDR2 SDRAM-C-001 时钟信号波形测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-C-001
用例名称:DDR2 SDRAM接口时钟信号波形测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有正常的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端测试。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
1、 使用
高端示波器,测试单端信号的指标使用单端探头,测试差
分信号的指标使用差分探头,测试如下表所示的指标。
2、
记录测试结果
3、 各个参数的测量方法和含义,参考5.3章节。
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入时钟信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。下表为DDR2 SDRAM规范对输入时钟信号的时序要求。
表格 15 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min Max Min Max Min Max Min Max
61
DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800
Unit
Vid
Vix
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
8000
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
3750
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
8000
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
0.5
0.5*VDDQ
-0.175
VDDQ
0.5*VDDQ
+0.175
V
V
tCK
tCK(avg)
tCH
tCH(avg)
5000
NA
3000
NA
8000
NA
2500
NA
8000
ps
ps
tCK
tck(avg)
NA
0.45
NA
0.45
NA
-0.3
NA
0.55
NA
0.55
NA
VDD+0.3
NA
0.45
NA
0.45
NA
NA
0.55
NA
0.55
NA
NA
0.48
NA
0.52
NA
0.48
NA
0.52
tCL
tCL(avg)
NA
0.48
NA
0.52
NA
0.48
NA
0.52
tCK
tCK(avg)
Vmax
Vmin
SLEWr
SLEWf
VDD+0.3
-0.3
VDD+0.3
-0.3
VDD+0.3 V
V
V/ns
V/ns
-0.3
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
6.4.1.2 HS-DDR2 SDRAM-C-002 时钟Jitter测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-C-002
用例名称:DDR2 SDRAM接口时钟Jitter测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端测试。
测试工具和仪表:高端示波器
测试方法和步骤:
通过准则:在DDR2 SDRAM端测试输入时钟信号的时序关系,满足DDR2 SDRAM规
范和芯片手册的要求。
表格 16 DDR2 SDRAM端控制信号时序测试项目列表
DDR2-400
测量参数
Min
Tj(10e-12)
Dj
Rj
tJIT(per)
tJIT(cc)
tJIT(duty)
DDR2-533
Max
DDR2-667
Max
DDR2-800
Unit
Max
Min
Min
Min
Max
ps
ps
NA
NA
NA
-125
- 250
- 125
125
250
125
-100
-200
-100
100
200
100
ps
ps
ps
ps
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
62
tERR(2per)
tERR(3per)
tERR(4per)
tERR(5per)
tERR(6-10per)
NA
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NA
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NA
NA
NA
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NA
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NA
- 175
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- 250
-350
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175
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-150
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-200
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-300
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150
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200
200
300
450
ps
ps
ps
ps
ps
ps tERR(11-50per)
NA
6.4.1.3 HS-DDR2 SDRAM-C-003 时钟精度测试
用例编号:HS-DDR2 SDRAM-C-003
用例名称:DDR2 SDRAM接口时钟波形测试
裁减原则:必须测试。
预置条件:常温、常压环境。
测试环境:单板上电,并初始化完成,并且CPU对SDRAM有充足的读写操作。
测试点说明:需要在SDRAM接收端测试。
测试工具和仪表:频率计
测试说明:目前频率计只有225MHZ的带宽。
测试方法和步骤:
1、 使用频率计,分别测试差分时钟的正负时钟单端的时钟精度
2、 记录测试结果
通过准则:满足芯片手册要求。一般要求50PPM。
7 引用
1、 JESD79-2E DDR2 SDRAM SPECIFICATION
2、 Agilent DSO90000 Help document
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