如何有效进行VTT_DDR拉伸？

摘要： DDR（Double Data Rate）内存是一种广泛应用于计算机系统的高速存储器技术，其性能和稳定性在很大程度上依赖于电源设计，VTT（Tracking Termination...

DDR（Double Data Rate）内存是一种广泛应用于计算机系统的高速存储器技术，其性能和稳定性在很大程度上依赖于电源设计，VTT（Tracking Termination Voltage）是用于匹配电阻上拉到的电源，通常等于VDDQ/2，在DDR设计中，合理设计和布局VTT对于确保信号完整性和系统稳定性至关重要，以下是关于如何设计和优化VTT的具体步骤和注意事项：

DDR电源分类与要求

1、主电源VDD和VDDQ

VDDQ主要用于IO buffer供电，而VDD则用于内核供电，通常情况下，VDDQ和VDD合并使用同一电源。

需要考虑电压、电流是否满足要求，电源上电顺序和时间，以及单调性等。

电源电压一般在±5%以内，电流根据芯片数量和使用情况计算。

PCB设计时，建议有完整的电源平面铺到管脚上，并在电源入口加大电容储能，每个管脚上加一个100nF~10nF的小电容滤波。

2、参考电源Vref

Vref需要跟随VDDQ，并且Vref=VDDQ/2。

Vref一般电流较小，可以使用电阻分压的方式得到，分压电阻需使用1%精度的电阻。

每个Vref管脚上需要加10nF的电容滤波，并且每个分压电阻上也并联一个电容较好。

3、用于匹配的电压VTT

VTT为匹配电阻上拉到的电源，VTT=VDDQ/2。

VTT电流要求较大，走线需使用铜皮铺过去，并且VTT电源需能够吸电流和灌电流。

一般情况下，使用专门为DDR设计的产生VTT的电源芯片来满足要求。

每个拉到VTT的电阻旁一般放一个10nF~100nF的电容，整个VTT电路上需要有uF级大电容进行储能。

PCB布局与走线设计

1、走线设计

地址控制命令和DQ/DQS都参考时钟线走线，让所有地址线尽量做到建立&保持时间保持一致。

VTT上拉是增加驱动能力的，当一驱二或一驱多时驱动能力不足，才加VTT上拉，VTT上拉这部分不用做等长，越短越好。

2、DDR3 Flyby方式走线

DDR3可以采用Flyby方式走线，即从内层控制器到各个SDRAM均为50ohm的阻抗设计。

通过仿真工具对比分析，使用较高阻抗负载走线的Flyby方式在信号质量上明显优于分支主线都采用同一种阻抗的设计。

3、时钟与数据走线

DDR的时钟为差分走线，一般使用终端并联100欧姆的匹配方式，差分走线差分对控制阻抗为100ohm，单端线50ohm。

DQS信号相当于数据信号的参考时钟，在走线时需要保持和CLK信号保持等长，DQS在DDR2以下为单端信号，DDR2可作为差分信号，也可做单端，做单端时需要将DQS接地，而DDR3为差分信号。

电源设计与优化

1、电源稳定性

确保电源的稳定性和纹波达到要求，关系到CPU系统是否能正常工作。

滤波电容应靠近各个PIN放置，储能电容均匀放置在芯片周边。

2、VREF电路布局

VREF分为两部分：VREFCA和VREFDQ，分别服务于命令与地址信号和数据总线。

滤波电容及分压电阻要分别靠近芯片的电源引脚。

3、匹配电阻布局

地址、控制信号一般要求在源端或终端增加匹配电阻；数据可以通过调节ODT来实现。

源端匹配电阻靠近CPU放置，终端VTT上拉电阻靠近最后一个DDR3颗粒的位置放置。

常见问题解答

问题1：为什么DDR电源设计时需要VTT电源？

答：VTT电源用于改善信号质量，最常见的规格是0.49到0.51倍VDDQ，在DDR设计中，根据拓扑结构的不同，有的设设计使用不到VTT，如控制器带的DDR器件比较少的情况下，如果使用VTT，则VTT的电流要求是比较大的，所以需要走线使用铜皮铺过去，并且VTT要求电源即可以吸电流，又可以灌电流才可以，一般情况下可以使用专门为DDR设计的产生VTT的电源芯片来满足要求。

问题2：DDR3的地址线的上拉电阻需要做等长设置吗？

答：不需要，VTT上拉是增加驱动能力的，当一驱二或一驱多时驱动能力不足，才加VTT上拉，VTT上拉这部分不用做等长，越短越好。