Завершение на кристалле
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Май 2016 г. ) |
Согласование на кристалле ( ODT ) — это технология, при которой согласующий резистор для согласования импеданса в линиях передачи расположен внутри полупроводникового чипа, а не на печатной плате (PCB).
Обзор электронного согласования сигналов
[ редактировать ]В приложениях с более низкой частотой (медленной скоростью фронта) соединительные линии можно моделировать как «сосредоточенные» цепи. В этом случае нет необходимости рассматривать понятие «расторжение». Можно предположить, что в условиях низкой частоты каждая точка соединительного провода имеет то же напряжение, что и любая другая точка, в любой момент времени.
Однако если задержка распространения в проводе, дорожке печатной платы, кабеле или разъеме значительна (например, если задержка превышает 1/6 времени нарастания цифрового сигнала), модель схемы с «сосредоточенными параметрами» не подходит. больше не действителен, и межсоединение необходимо анализировать как линию передачи . В линии передачи путь межсоединения сигналов моделируется как цепь, содержащая распределенные индуктивность, емкость и сопротивление по всей ее длине.
Чтобы линия передачи минимизировала искажения сигнала, импеданс в каждом месте линии передачи должен быть одинаковым по всей ее длине. Если в линии есть место, где импеданс по какой-либо причине неоднороден (разомкнутая цепь, разрыв импеданса, другой материал), сигнал модифицируется за счет отражения в точке изменения импеданса, что приводит к искажению, звону и т. д.
Когда путь прохождения сигнала имеет разрыв импеданса, другими словами, несоответствие импедансов, тогда в точке разрыва линии размещается оконечный импеданс с эквивалентной величиной импеданса. Это описывается как «прекращение». Например, резисторы можно разместить на материнских платах компьютеров для оконцевания высокоскоростных шин. Существует несколько способов терминирования в зависимости от способа подключения резисторов к линии передачи. Параллельное и последовательное завершение являются примерами методологий завершения.
Завершение на кристалле
[ редактировать ]Вместо того, чтобы иметь необходимое резистивное окончание, расположенное на материнской плате, оно расположено внутри полупроводниковых чипов — метод, называемый On-Die Termination (сокращенно ODT).
Зачем необходимо прерывание на кристалле?
[ редактировать ]Хотя согласующие резисторы на материнской плате уменьшают некоторые отражения на сигнальных линиях, они не могут предотвратить отражения, возникающие от шлейфов, которые подключаются к компонентам на плате модуля (например, к модулю DRAM). Сигнал, распространяющийся от контроллера к компонентам, сталкивается с разрывом импеданса на шлейфе, ведущем к компонентам модуля. Сигнал, который распространяется по шлейфу к компоненту (например, компоненту DRAM), будет отражаться на сигнальной линии, тем самым внося нежелательный шум в сигнал . Кроме того, оконечная нагрузка на кристалле позволяет уменьшить количество резисторных элементов и сложную проводку на материнской плате . Соответственно, конструкция системы может быть более простой и экономически эффективной.
Пример ODT: DRAM
[ редактировать ]Согласование на кристалле реализуется с помощью нескольких комбинаций резисторов на кремнии DRAM вместе с другими деревьями схем. Разработчики схем DRAM могут использовать комбинацию транзисторов с разными значениями сопротивления включения. В случае DDR2 имеется три типа внутренних резисторов: 150 Ом, 75 Ом и 50 Ом. Резисторы можно комбинировать для создания надлежащего эквивалентного значения импеданса снаружи чипа, при этом сигнальная линия (линия передачи) материнской платы управляется сигналом операции согласования на кристалле. Если существует схема управления значением нагрузки на кристалле, контроллер DRAM управляет сопротивлением нагрузки на кристалле через программируемый регистр конфигурации, который находится в DRAM. Значения внутренней нагрузки на кристалле в DDR3 составляют 120 Ом, 60 Ом, 40 Ом и т. д.
Как работает терминирование на кристалле (ODT): пример DRAM [1]
[ редактировать ]
Использование встроенного терминирования (ODT) включает два этапа. Во-первых, значение внутренней нагрузки (ODT) должно быть выбрано в DRAM. Во-вторых, его можно динамически включать/отключать с помощью вывода ODT контроллера ODT. Для настройки ODT могут быть разные методы. В DRAM это делается путем установки в регистр расширенного режима устройства правильного значения ODT.
Существуют требования к синхронной и асинхронной синхронизации, в зависимости от состояния устройства DRAM. По сути, встроенное завершение (ODT) включается непосредственно перед передачей данных, а затем сразу же после этого отключается. Если на канале загружено более одного устройства DRAM, либо активная, либо неактивная DRAM может завершить передачу сигнала. Такая гибкость позволяет осуществлять оптимальное завершение так точно, как необходимо.
Давайте попробуем понять, как работает On-Die Termination (ODT) в операциях чтения и записи DRAM. Все сигналы группы данных подпадают под двухточечное выделение. Сигналы группы данных управляются контроллером DRAM при записи и управляются памятью DRAM во время чтения. На этих маршрутах печатной платы не требуются внешние резисторы, поскольку контроллер DRAM и память оснащены ODT. Приемники в обоих случаях (память DRAMS при записи и контроллер DRAM при чтении) будут устанавливать завершение на кристалле (ODT) в соответствующие моменты времени. На следующих диаграммах показаны импедансы этих цепей во время циклов записи и чтения.
Завершение на кристалле (ODT) в цикле записи
[ редактировать ]Давайте возьмем пример импеданса, наблюдаемого в цепях во время цикла записи, как показано на рисунке ниже. Во время записи выходное сопротивление устройства DRAM составляет примерно 45 Ом. Рекомендуется использовать SDRAM с сопротивлением 240 Ом. Предполагая, что сопротивление резистора RZQ составляет 240 Ом, согласующие резисторы можно настроить так, чтобы они представляли собой оконечную нагрузку на кристалле (ODT) RZQ/4 для эффективного согласования 40 Ом.
Завершение на кристалле (ODT) в цикле чтения
[ редактировать ]На рисунке показаны импедансы цепей печатной платы во время цикла чтения. Во время чтения рекомендуется настроить DRAM на эффективное сопротивление привода RZQ/7 или 34 Ом (при условии, что сопротивление RZQ составляет 240 Ом). Внутреннее оконечное согласование (ODT) внутри контроллера DRAM будет иметь эффективное сопротивление Тевенина 45 Ом.
Сигналы полета
[ редактировать ]Теперь поговорим о пролетных сигналах, к которым относятся группы адресной, управляющей, командной и тактовой маршрутизации. Сигналы пролета состоят из пролетной маршрутизации от контроллера DRAM, заглушек на каждой SDRAM и окончаний после последней SDRAM. В этом примере группы адреса, управления и команд будут подключены через резистор 39,2-2 к VTT.
Пары тактовых импульсов будут подключены через резисторы сопротивлением 39,2 Ом к общему узлу, подключенному к конденсатору, который затем подключается к VDDQ. Контроллер DRAM будет обеспечивать выходное сопротивление 45-2 при передаче этих сигналов.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Окончательное завершение (ODT)» .
- ^ «Примечания по применению DDR2» (PDF) . Samsung.com . Архивировано из оригинала (PDF) 22 августа 2016 г. Проверено 17 июля 2016 г.
- ^ «Micron Technology, Inc. — О приобретении Elpida» (PDF) . Elpida.com . Проверено 17 июля 2016 г.
- ^ «Калибровка оконцевания матрицы – Rambus. Создатели лучшего» . Rambus.com . 10 июля 2015 г. Проверено 17 июля 2016 г.
- ^ «Правильное подключение для приложений высокоскоростного цифрового ввода-вывода — National Instruments» . Zone.ni.com . 07 мая 2014 г. Проверено 17 июля 2016 г.