應(yīng)用高帶寬示波器表征GDDR5數(shù)據(jù)抖動(dòng)，確保有效的數(shù)據(jù)傳輸
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抖動(dòng)對(duì)GDDR5數(shù)據(jù)的影響
GDDR5 SGRAM傳輸數(shù)據(jù)使用自由運(yùn)行差分前向時(shí)鐘（WCK/WCK#），并在前向WCK的兩個(gè)邊沿上分別寄存并驅(qū)動(dòng)輸入和輸出數(shù)據(jù)，以用于讀和寫訓(xùn)練。讀/寫訓(xùn)練支持?jǐn)?shù)據(jù)定時(shí)和幅度電平裕量優(yōu)化。盡管JEDEC標(biāo)準(zhǔn)沒有相關(guān)規(guī)定，普遍觀點(diǎn)認(rèn)為表征抖動(dòng)特性是在如此高的數(shù)據(jù)速率傳輸條件下的重要測(cè)量任務(wù)。導(dǎo)致GDDR5系統(tǒng)產(chǎn)生抖動(dòng)的原因，例如碼間干擾(ISI)、串?dāng)_、占空比失真（DCD）等，這些都會(huì)限制圖形卡以及存儲(chǔ)器控制器與DRAM接口的性能。
抖動(dòng)是指信號(hào)跳變邊沿與理想時(shí)間的偏差。隨著數(shù)據(jù)速率的提升，定時(shí)裕量日趨嚴(yán)格，甚至每一皮秒的裕量都變得更為重要。高速據(jù)速率時(shí)代，微小的抖動(dòng)都可能導(dǎo)致讀寫數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)有效窗口關(guān)閉，最終增加比特誤碼率和數(shù)據(jù)采樣誤差。
在高數(shù)據(jù)速率（例如5Gb/s或以上）條件下，數(shù)據(jù)有效窗口非常小。系統(tǒng)中的噪聲或相鄰電信號(hào)的串?dāng)_甚至電磁干擾都極易造成信號(hào)失真和信號(hào)完整性問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采樣誤差。實(shí)時(shí)眼圖可以提供眼圖高度和眼圖寬度測(cè)量以檢查信號(hào)完整性并預(yù)估數(shù)據(jù)有效窗口。但是，僅使用實(shí)時(shí)眼圖測(cè)量數(shù)據(jù)眼圖無法獲得完整的有效數(shù)據(jù)窗口分析和比特故障率預(yù)測(cè)。圖 1是一個(gè)具有一百萬單位間隔（測(cè)得的單位間隔）的寫數(shù)據(jù)眼圖。一百萬單位間隔的初始測(cè)量得到200ps的數(shù)據(jù)輸入有效窗口。確定性抖動(dòng)（DJ）線和隨機(jī)抖動(dòng)（RJ）線顯示了長時(shí)間累積的抖動(dòng)效應(yīng)和實(shí)際數(shù)據(jù)輸入有效窗口，即一萬億單位間隔（1e-12比特誤碼率或BER）后的tDIVW。確定性抖動(dòng)通常有界、可預(yù)測(cè)并且與數(shù)據(jù)碼流相關(guān)聯(lián)，例如碼間干擾和占空比失真。隨機(jī)抖動(dòng)通常為高斯抖動(dòng)且無界。同其它高斯分布一樣，該分布的峰峰值將隨著數(shù)量的增加而增大。因此，總體抖動(dòng)是隨機(jī)抖動(dòng)乘以BER倍數(shù)因子再加上確定性抖動(dòng)與。注意，圖示是寫數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入有效窗口。您可以發(fā)現(xiàn)，抖動(dòng)BER測(cè)量計(jì)算非常重要，是總抖動(dòng)統(tǒng)計(jì)測(cè)量的重要組成部分，可以幫助您了解設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)有效窗口結(jié)果并預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤率。另外，了解抖動(dòng)分量和抖動(dòng)源可支持設(shè)計(jì)人員降低設(shè)計(jì)抖動(dòng)，確保更精確的數(shù)據(jù)傳輸。
圖1:顯示確定性抖動(dòng)和隨機(jī)抖動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)有效窗口影響的GDDR5寫數(shù)據(jù)眼圖
GDDR5系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨的最大挑戰(zhàn)是分離讀和寫數(shù)據(jù)以進(jìn)行抖動(dòng)測(cè)量。讀和寫數(shù)據(jù)使用相同的數(shù)據(jù)路徑，但它們對(duì)設(shè)計(jì)有各自不同的重要意義。許多設(shè)計(jì)人員使用混合信號(hào)示波器觸發(fā)命令協(xié)議，以獲得相應(yīng)的讀和寫數(shù)據(jù)。使用混合信號(hào)示波器分離讀和寫數(shù)據(jù)需要訪問WCK和DQ以及時(shí)鐘、CS#、RAS#、CAS#和WE#等信號(hào)的能力。此方法十分繁瑣，因?yàn)樾盘?hào)接入會(huì)受到電路板狹小空間的限制，并且部分情況下連接多個(gè)信號(hào)可能導(dǎo)致嚴(yán)重的探頭負(fù)載問題。
高帶寬示波器可用于抖動(dòng)測(cè)量。數(shù)據(jù)分離技術(shù)只需將CAS#、WE#、WCK和DQ連至示波器標(biāo)配的4個(gè)模擬通道，以識(shí)別讀和寫命令。當(dāng)CAS#切換至低電平，表明現(xiàn)在是某個(gè)列地操作址命令。在此條件下，命令的范圍將縮小，可能是取消選定、MRS、讀、寫、刷新或自刷新入口。如果WE#與CAS#同時(shí)設(shè)為低，則可能的命令僅包括取消選定、MRS和寫數(shù)據(jù)。通過測(cè)量可確定寫延遲并且可以使用寫延遲從取消選定與MRS中分離寫周期和。器件在取消選定命令狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)必須保持在ODT狀態(tài)。對(duì)于MRS命令，在MRS命令執(zhí)行后延遲10ns會(huì)輸出廠商ID 。因此，CAS#和WE#設(shè)為低時(shí)，在寫延遲后的數(shù)據(jù)信號(hào)是寫數(shù)據(jù)。在WE#高而CAS#低跳變時(shí)，表明是取消選定、讀、刷新和自刷新入口命令。取消選定、刷新和自刷新入口命令要求數(shù)據(jù)輸出管腳為ODT狀態(tài)。如圖2所示，通過確認(rèn)傳輸數(shù)據(jù)是否帶有讀延遲可以從這些命令中區(qū)分出讀命令。 高壓發(fā)生器相關(guān)文章:高壓發(fā)生器原理
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