1.DDR3 SO-DIMM 内存条硬件总结

news2024/9/27 16:05:51

最近在使用fpga读写DDR3，板子上的DDR3有两种形式与fpga相连，一种是直接用ddr3内存颗粒，另一种是通过内存条的形式与fpga相连。这里我们正好记录下和ddr3相关的知识，先从DDR3 SO-DIMM 内存条开始。
1.先看内存条的版本
从JEDEC下载的标准书中，看到RAW Card被分为A-F六个版本，各个版本之间的差异在表格中可以清楚看出来。
在这里插入图片描述
差异主要在：条上内存颗粒数量、内存颗粒的位宽、内存条的Rank。

这个版本的意思其实是内存条的不同组织形式，每个版本的特征与将来PCB布局布线、和内存条的频率时序都有关系，设计之初就要确定好。
2.再看看内存条的金手指引出定义
在这里插入图片描述

CK[1:0]、CK[1:0]、CKE[1:0]：时钟输入与使能，6；（反向线用下划线代替）
RAS、CAS：行列选通线， 2；                       WE：写使能，1；
DQ[63:0]：数据输入输出，64；                       A[9:0]、A11、A[15:13]：地址输入线，14；
DM[7:0]：数据掩码线，8；                               DQS[7:0]、DQS[7:0]： 数据选通线，16；
BA[2:0]：SDRAM Bank地址线，3；               S[1:0]：芯片选择，2；
A10/AP：地址输入/自动预充电，1；              A12/BC ：地址输入/突发传输，1；
SCL、SDA、SA[1:0]、VDDSPD：SPD和TS电源线、寻址和IIC通信线，5；
ODT[1:0]：终端电阻控制线，2；                    RESET：复位引脚，1；
EVENT：温度事件引脚，1；                           Vtt：端接电压，1；
VDD/VSS：核心和IO电源，2；                     VREFDQ/VREFCA：输入输出参考，2；
TEST、NC：保留，未接，3；

3、内存颗粒分类
内存颗粒可以简单分为78-ball FBGA封装的和 96-ball FBGA封装的两类，差异主要是数据位宽不同，前者x8，后者x16。
4、SPD数据定义
内存条上存在一个EEPROM存储芯片（The Serial Presence Detect ，SPD），容量通常为128B或256B，用于存储改内存条的一些基础信息。主板需要这些信息进行正确的配置，以便正常使用内存条。存储芯片中各字节存储的信息如下表所示。
在这里插入图片描述

5、内存条标签

例：ggggg eRxff PC3-wwwwwm-aa-bb-ccd
            ggggg = Module total capacity, in bytes256MB, 512MB, 1GB, 2GB, 4GB, etc.
            eR = Number of ranks of memory installed ： 1R = 1 rank of DDR3 SDRAM installed
                                                                                          2R = 2 ranks
                                                                                          4R = 4 ranks
            xff = Device organization (bit width) of DDR3 SDRAMs used on this assembly
                                                                                x4 = x4 organization (4 DQ lines per SDRAM)
                                                                                x8 = x8 organization
                                                                                x16 = x16 organization
            wwwww = Module bandwidth in MB/s ： 6400 = 6.40 GB/s (PC3-800 SDRAMs, 8 byte primary data bus)
                                                                      8500 = 8.53 GB/s (PC3-1066 SDRAMs, 8 byte primary data bus)
                                                                      10600 = 10.66 GB/s (PC3-1333 SDRAMs, 8 byte primary data bus)
                                                                      12800 = 12.80 GB/s (PC3-1600 SDRAMs, 8 byte primary data bus)
            m = Module Type  ：E = Unbuffered DIMM ("UDIMM"), with ECC (x72 bit module data bus)
                                               F = Fully Buffered DIMM ("FB-DIMM")
                                               M = Micro-DIMM
                                               R = Registered DIMM ("RDIMM")
                                               S = Small Outline DIMM ("SO-DIMM")
                                               U = Unbuffered DIMM ("UDIMM"), no ECC (x64 bit module data bus)
            aa = DDR3 SDRAM CAS Latency in clocks at maximum operating frequency
            bb = JEDEC SPD Revision Encoding and Additions level used on this DIMM
            cc = Reference design file used for this design (if applicable)
            d = Revision number of the reference design used

6.DDR3芯片的容量计算方法，我们找个镁光的芯片看看
在这里插入图片描述

我们就用256M16来看。行地址【14:0】共有15位，2的15次方=32k，再看列地址【9:0】共有10位，2的10次方=1024，所以每bank有32k1k=32M, 共有8个bank，所以328=256M.看看手册总容量为4Gb，这里意思是4Gbit，我们计算的256M，是按组织形式16位的，如果换算为bit则，25616=4Gb.这里就说清楚了存储容量的计算。
7.DDR3芯片的使用，一般情况下我们并不会单独的使用一颗ddr芯片，而是会把他级联起来如何连起来我们看图：
在这里插入图片描述

可以看出我们使用了4颗ddr3芯片，他们是怎么相连的呢？简单的说就是把地址相同的位连在一起，数据线依次排列，单片位16位，4片的话就扩位展为64位。相当于一颗位宽为64位的DDR3芯片，其余的信号怎么连我们后面再继续分析。
8.DDR3 SO-DIMM内存条的接口定义如下图：
在这里插入图片描述
9.后续需要补充的我们随后继续添加