DDR布线规则与过程解析.docx

[转]DDR布线规则与过程硬件设计,?高频高速PCB设计?by?xfireDDR高速电路设计DDR布线通常是一款硬件产品设计中的一个重要的环节，也正是因为其重要性，网络上也有大把的人在探讨DDR布线规则，有很多同行故弄玄虚，把DDR布线说得很难，我在这里要反其道而行之，讲一讲DDR布线最简规则与过程。如果不是特别说明，每个步骤中的方法同时适用于DDR1，DDR2和DDR3。PCB设计软件以Cadence Allgro 16.3为例。文章目录?[显示]第一步，确定拓补结构（仅在多片DDR芯片时有用）首先要确定DDR的拓补结构，一句话，DDR1/2采用星形结构，DDR3采用菊花链结构。拓补结构只影响地址线的走线方式，不影响数据线。以下是示意图。星形拓补就是地址线走到两片DDR中间再向两片DDR分别走线，菊花链就是用地址线把两片DDR“串起来”，就像羊肉串，每个DDR都是羊肉串上的一块肉，哈哈，开个玩笑。第二步，元器件摆放确定了DDR的拓补结构，就可以进行元器件的摆放，有以下几个原则需要遵守：原则一，考虑拓补结构，仔细查看CPU地址线的位置，使得地址线有利于相应的拓补结构原则二，地址线上的匹配电阻靠近CPU原则三，数据线上的匹配电阻靠近DDR原则四，将DDR芯片摆放并旋转，使得DDR数据线尽量短，也就是，DDR芯片的数据引脚靠近CPU原则五，如果有VTT端接电阻，将其摆放在地址线可以走到的最远的位置。一般来说，DDR2不需要VTT端接电阻，只有少数CPU需要；DDR3都需要VTT端接电阻。原则六，DDR芯片的去耦电容放在靠近DDR芯片相应的引脚以下是DDR2的元器件摆放示意图（未包括去耦电容），可以很容易看出，地址线可以走到两颗芯片中间然后向两边分，很容易实现星形拓补，同时，数据线会很短。以下是带有VTT端接电阻的DDR2元器件摆放示意图，在这个例子中，没有串联匹配电阻，VTT端接电阻摆放在了地址线可以到达的最远距离。以下是DDR3元器件摆放示意图，请注意，这里使用的CPU支持双通道DDR3，所以看到有四片（参考设计是8片）DDR3，其实是每两个组成一个通道，地址线沿着图中绿色的走线传递，实现了菊花链拓补。地址线上的VTT端接电阻摆放在了地址线可以到达的最远的地方。同样地，数据线上的端接电阻也放置在了靠近DDR3芯片的位置，数据线到达CPU的距离很短。同时，可以看到，去耦电容放置在了很靠近DDR3相应电源引脚的地方。第三步，设置串联匹配电阻的仿真模型摆放完元器件，建议设置串联匹配电阻的仿真模型，这样对于后续的布线规则的设置是有好处的。点击Analyze-SI/EMI Sim-Model Assignment，如下图。然后会出来Model Assignment的界面，如下图然后点击需要设置模型的器件，通常就是串联匹配电阻，分配或创建合适的仿真的模型，如果不知道如何创建，请在互联网上搜索或发邮件给无线时代（Beamsky）。分配好仿真模型之后的网络，使用Show Element命令，可以看到相关的XNET属性，如下图。第四步，设置线宽与线距1. DDR走线线宽与阻抗控制密切相关，经常可以看到很多同行做阻抗控制。对于纯数字电路，完全有条件针对高速线做单端阻抗控制；但对于混合电路，包含高速数字电路与射频电路，射频电路比数字电路要重要的多，必须对射频信号做50欧姆阻抗控制，同时射频走线不可能太细，否则会引起较大的损耗，所以在混合电路中，本人往往舍弃数字电路的阻抗控制。到目前为止，本人设计的混合电路产品中，最高规格的DDR是DDR2-800，未作阻抗控制，工作一切正常。2. DDR的供电走线，建议8mil以上，在Allegro可以针对一类线进行物理参数的同意设定，我本人喜欢建立PWR-10MIL的约束条件，并为所有电源网络分配这一约束条件，如下图。3. 线距部分主要考虑两方面，一是线-线间距，建议采用2W原则，即线间距是2倍线宽，3W很难满足；二是线-Shape间距，同样建议采用2W原则。对于线间距，也可以在Allegro中建立一种约束条件，为所有DDR走线（XNET）分配这样的约束条件，如下图。4. 还有一种可能需要的规则，就是区域规则。Allegro中默认的线宽线距都是5mil，在CPU引脚比较密集的时候，这样的规则是无法满足的，这就需要在CPU或DDR芯片周围设定允许小间距，小线宽的区域规则，如下图。第五步，走线走线就需要注意的内容比较多，这里只做少许说明。所有走线尽量短走线不能有锐角尽量少打过孔保证所有走线有完整的参考面，地平面或这电源平面都可以，对于交变信号，地与电源平面是等电位的尽量避免过孔将参考面打破，不过这在实际中很难做到走完地址线和数据后，务必将DDR芯片的电源脚，接地脚，去耦电容的电源脚，接地脚全部走完，否则在后面绕等长时会