DDR5 SDRAM信道损耗补偿方案研究
文章作者:常飞漪，Keysight Technologies
本文简要介绍了DDR5 SDRAM及其信道损耗补偿方案——决策反馈均衡。
本文简要介绍了DDR5 SDRAM及其信道损耗补偿方案——决策反馈均衡。通过分析DDR5 6.4Gbps数据传输眼图，研究了该方案在信道损失补偿中的有效性。
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双数据速率5同步动态随机存取存储器(DDR5 SDRAM)标准于2020年7月正式发布。该接口要求1.1V电压供应，最高数据速率等级6.4Gbps。它也有多达4点决策反馈均衡(DFE)，以补偿在接收(Rx)输入缓冲区的数据(DQ)线的信道损失。
教育部
决策反馈均衡器(DFE)是一种非线性均衡形式，它依赖于关于先前符号(高/低)水平的决定来纠正当前符号。这允许DFE解释由前一个符号引起的当前符号的失真。与线性均衡器相比，它的主要优点是能够消除符号间干扰(ISI)而不放大噪声。根据符号切片器的决定，DFE的抽头被应用到归一化1/−1电压。点击值的目的是纠正其符号的部分，停留和扭曲当前的符号。通过设定最佳DFE抽头值，放大眼图，实现DDR5信号的鲁棒传输。
分析和结果
通过使用Keysight ADS进行预布局信号完整性分析，研究了DFE在6.4Gbps DDR5 SDRAM接口信道损耗补偿中的有效性，仿真拓扑如图1所示。发射机(Tx)缓冲器具有34Ω串联输出阻抗。同时，Rx缓冲器有40Ω on-die-termination (ODT) pull up电阻。
全路径通道包括两个通过通孔连接器连接的pcb。每个PCB上的50Ω轨迹是4英寸长，而多板连接器有60毫米的销钉尾短节长度。图2描绘了全径信道损耗曲线，3.2GHz时损耗为-2.5dB(即基频6.4Gbps)， 9.6GHz时损耗为-8.5dB(即三次谐波6.4Gbps)。
图1:用于眼图分析的仿真拓扑。
图2:Tx和Rx之间全路径通道的插入损耗图。
在不同的DFE设置下，在Rx模水平探测的眼图如图3所示。当DFE关闭时，眼高为0.393V。同时，1-tap DFE的眼睛高度放大到0.42V。另一方面，4-tap DFE产生最大的眼高，即0.439V。
图3:在不同的DFE设置下的Rx眼图。
总结
研究表明，DFE是一种有效的DDR5 SDRAM接口通道损耗补偿方法。对DFE抽头设置进行迭代试验，找出最优值，生成最大的眼图，用于鲁棒性DDR5信号传输。
参考文献
关于作者
张伊范是Keysight Technologies在硬件和SI/PI方面的技术领导。
