Завершение на кристалле

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Май 2016 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Технология согласования на кристалле ( ODT ) — это технология, при которой согласующий резистор для согласования импеданса в линиях передачи располагается внутри полупроводникового кристалла, а не на печатной плате (PCB).

В приложениях с более низкой частотой (медленная скорость фронта) соединительные линии можно моделировать как "сосредоточенные" схемы. В этом случае нет необходимости рассматривать концепцию "терминации". При низкочастотном состоянии можно предположить, что каждая точка соединительного провода имеет то же напряжение, что и любая другая точка для любого момента времени.

Однако если задержка распространения в проводе, печатной плате, кабеле или разъеме значительна (например, если задержка больше 1/6 времени нарастания цифрового сигнала), модель «сосредоточенной» схемы больше недействительна, и межсоединение необходимо анализировать как линию передачи . В линии передачи путь межсоединения сигнала моделируется как цепь, содержащая распределенную индуктивность, емкость и сопротивление по всей ее длине.

Для того, чтобы линия передачи минимизировала искажение сигнала, импеданс каждой точки на линии передачи должен быть равномерным по всей ее длине. Если в линии есть место, где импеданс по какой-то причине неравномерен (разомкнутая цепь, разрыв импеданса, разный материал), сигнал изменяется из-за отражения в точке изменения импеданса, что приводит к искажению, звону и т. д.

Если на пути сигнала имеется разрыв импеданса, другими словами, несоответствие импеданса, то в точке разрыва линии размещается терминирующее сопротивление с эквивалентной величиной импеданса. Это называется «терминированием». Например, резисторы могут быть размещены на материнских платах компьютеров для терминирования высокоскоростных шин. Существует несколько способов терминирования в зависимости от того, как резисторы подключены к линии передачи. Параллельное терминирование и последовательное терминирование являются примерами методологий терминирования.

Вместо того чтобы располагать необходимое резистивное согласование на материнской плате, согласование располагается внутри полупроводниковых кристаллов — технология, называемая On-Die Termination (сокращенно ODT).

Хотя согласующие резисторы на материнской плате уменьшают некоторые отражения на сигнальных линиях, они не способны предотвратить отражения, возникающие из линий шлейфа, которые подключаются к компонентам на плате модуля (например, модулю DRAM). Сигнал, распространяющийся от контроллера к компонентам, сталкивается с разрывом импеданса на шлейфе, ведущем к компонентам на модуле. Сигнал, распространяющийся по шлейфу к компоненту (например, компоненту DRAM), будет отражаться на сигнальной линии, тем самым внося нежелательный шум в сигнал. Кроме того, согласование на кристалле может уменьшить количество элементов резистора и сложную проводку на материнской плате . Соответственно, конструкция системы может быть проще и экономичнее.

On-dier терминация реализована с помощью нескольких комбинаций резисторов на кремнии DRAM вместе с другими деревьями схем. Разработчики схем DRAM могут использовать комбинацию транзисторов, которые имеют различные значения сопротивления включения. В случае DDR2 есть три типа внутренних резисторов 150 Ом, 75 Ом и 50 Ом. Резисторы можно комбинировать для создания надлежащего эквивалентного значения импеданса снаружи чипа, в результате чего сигнальная линия (линия передачи) материнской платы управляется сигналом операции терминации на кристалле. Если существует схема управления значением терминации на кристалле, контроллер DRAM управляет сопротивлением терминации на кристалле через программируемый регистр конфигурации, который находится в DRAM. Внутренние значения терминации на кристалле в DDR3 составляют 120 Ом, 60 Ом, 40 Ом и т. д.

Использование On-Die Termination (ODT) включает два шага. Во-первых, значение On-Die Termination (ODT) должно быть выбрано в DRAM. Во-вторых, его можно динамически включать/выключать с помощью вывода ODT из контроллера ODT. Для настройки ODT могут быть разные методы. В DRAM это делается путем настройки расширенного регистра режима устройства с соответствующим значением ODT.

Существуют синхронные и асинхронные требования к синхронизации, в зависимости от состояния устройства DRAM. По сути, On-Die Termination (ODT) включается непосредственно перед передачей данных и затем выключается сразу после. Если на канале загружено более одного устройства DRAM, либо активное, либо неактивное DRAM может завершить сигнал. Такая гибкость позволяет оптимально завершить так точно, как это необходимо.

Давайте попробуем понять, как работает On-Die Termination (ODT) в операциях чтения и записи DRAM. Все сигналы групп данных попадают под точечное выделение. Сигналы групп данных управляются контроллером DRAM при записи и управляются памятью DRAM во время чтения. На этих маршрутах на печатной плате не нужны внешние резисторы, поскольку контроллер DRAM и память оснащены ODT. Приемники в обоих случаях (память DRAM при записи и контроллер DRAM при чтении) будут утверждать on-die terminates (ODT) в соответствующие моменты времени. На следующих диаграммах показаны импедансы, наблюдаемые в этих сетях во время циклов записи и чтения.

Давайте рассмотрим пример импедансов, наблюдаемых на сетях во время цикла записи, как показано на рисунке ниже. Во время записи выходной импеданс устройства DRAM составляет приблизительно 45 Ом. Рекомендуется, чтобы SDRAM была реализована с 240 Ом. Предполагая, что резистор RZQ составляет 240 Ом, резисторы согласования можно настроить для представления On-Die Termination (ODT) RZQ/4 для эффективного завершения 40 Ом.

На рисунке показаны импедансы, которые видны на сетях печатной платы во время цикла чтения. Во время чтения рекомендуется настраивать DRAM на эффективный импеданс привода RZQ/7 или 34 Ом (предполагая, что резистор RZQ равен 240 Ом). Терминация на кристалле (ODT) в контроллере DRAM будет иметь эффективный импеданс Тевенина 45 Ом.

Теперь поговорим о сигналах fly-by, которые включают группы маршрутизации адреса, управления, команды и часов. Сигналы fly-by состоят из маршрутизации fly-by от контроллера DRAM, заглушек на каждом SDRAM и терминаций после последнего SDRAM. В этом примере группы адреса, управления и команды будут терминироваться через резистор 39.2-2 к VTT.

Пары часов будут терминироваться через резисторы 39,2 Ом на общем узле, подключенном к конденсатору, который затем подключен к VDDQ. Контроллер DRAM будет представлять выходное сопротивление 45-2 при управлении этими сигналами.

• Отражения сигналов на проводящих линиях

^{[2] [3] [4] [5]}