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参考资料:《镁光DDR数据手册》
目录
DDR2 SDRAM介绍
DDR2相对DDR的变化
DDR2 SDRAM芯片框图
DDR2 SDRAM的mode register
DDR2 SDRAM介绍
到DDR2了,同样以镁光的数据手册为主要参考,我们来介绍它的主要特性以及相对DDR的新增功能和变化。
DDR2相对DDR的变化
以上是镁光DDR2数据手册列出来的主要特性,下面逐条解释:
1、VDD = 1.8V ±0.1V, VDDQ = 1.8V ±0.1V
DDR2核心电压和IO电压均为1.8V,DDR为2.5V。
2、JEDEC-standard 1.8V I/O (SSTL_18-compatible)
DDR2 IO电平为SSTL_18,DDR为SSTL_2。
3、Differential data strobe (DQS, DQS#) option
DDR2 DQS为差分信号,DDR单端信号。
4、4n-bit prefetch architecture
DDR2为4n预取,DDR为2n。
5、Duplicate output strobe (RDQS) option for x8
RDQS,与DM功能复用,只有x8颗粒有此引脚定义,后面代数的DDR此引脚称为TDQS,主要用于x4和x8颗粒混用的场景,后面会介绍。
6、DLL to align DQ and DQS transitions with CK
使用DLL来使DQ和DQS与CK对齐传输,这个DDR2与DDR基本一样。
7、8 internal banks for concurrent operation
DDR2内部有8个bank可同时操作,DDR通常只有4个bank。
8、Programmable CAS latency (CL)
可编程CL,DDR的CL也可以编程。
9、Posted CAS additive latency (AL)
DDR2新增了CAS前移机制,这里产生了一个附加延迟,后面详细讲。
10、WRITE latency = READ latency - 1tCK = AL + CL - 1tCK
DDR2的WL相当于DDR中的tDQSS,只是DDR2由于CL可编程,相当于WL也可编程,DDR中的tDQSS是固定的。
11、Selectable burst lengths (BL): 4 or 8
DDR2突发长度可选4或8,DDR是2、4或8。为什么没有2了,前面将预取的时候解释过。
12、Adjustable data-output drive strength
DDR2的IO输出驱动强度可调,DDR是不可调的。
13、64ms, 8192-cycle refresh
刷新周期64ms,这个与DDR一致。
14、On-die termination (ODT)
DDR2新增支持片内终端匹配,DDR不支持。
DDR2 SDRAM芯片框图
上图绿框是DDR2相对DDR的主要区别,新增的ODT电路,另外bank数变为了8个,预取为4n预取,所以针对这个x8的颗粒,IO gating出来的总线宽度是32bit,然后用两个低位列地址COL0、COL1来控制MUX的输出先后顺序。其他的与DDR基本相同,就不多提了。
把DDR的框图再贴出来一起对比:
DDR2 SDRAM的mode register
DDR2的模式寄存器有四个:MR、EMR、EMR2、EMR3。
与DDR相同的就不多说了,说一下差异点:
Bit[11:9]:write recovery,写数据之后如果要进行预充电,则需要在数据完全写入后才能预充电,这段时间称为tWR,单位为ns,而这里的WR单位为tCK,其值等于tWR / tCK,四舍五入取整数。
Bit12:PD mode,为0表示快速退出PD模式,这种情况下的PD需要DLL持续运行;为1表示缓慢退出PD模式,这种情况的PD DLL可以冻结,功耗能更低点。
Bit0:使能或不使能DLL;
Bit1:输出驱动强度配置;
Bit2、Bit6:片上终端匹配电阻值配置;
Bit[5:3]:CAS前置配置;
Bit[9:7]:离线驱动调整,OCD的作用在于调整DQS与DQ之间的同步,以确保信号的完整与可靠性,让DQS的高低电平与DQ的高低电平更好地对齐。这是JEDEC规范定义的可选功能,镁光的这颗DDR2没有此功能,在初始化时先使能OCD default模式,初始化后需要配置为退出OCD模式。具体的OCD功能后面讲。
Bit10:DQS差分信号使能,0表示使用差分信号,1表示使用单端信号;
Bit11:RDQS使能,如果使能就是DQS功能,不使能就是DM功能。x8颗粒与x4颗粒的条子混用时,x8的条子要使能;
Bit12:输出使能。
Bit7:刷新率配置,JEDEC规范规定,如果Tc超过85度,则DDR的刷新率要翻倍,普通消费级刷新周期为64ms,工业级或汽车级的刷新周期为32ms。
EMR3目前是预留的,初始化时需全部设为0。
今天先到这里,下篇介绍DDR2的主要技术。