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2018年3月11日 星期日

DDR SDRAM的TDQS/RDQS功能



最近在重新Study DDR的东西,看到这个TDQS的功能,来跟大家介绍一下。

TDQS是Termination Data Strobe的缩写,这是在DDR3和DDR4 X8的SDRAM才有的功能,在X4、X16的DRAM则无此功能。

一般的DRAM是8个Data (DQ)会搭配一个Data Strobe (DQS),所以X8 DRAM里每8个DQ会有一个相对应的DQS。而X16的DRAM则是有16个DQ搭配2个相对应的DQS。而X4 DRAM比较特殊,它是4个DQ搭配一个DQS。

Fig. 1 是在2 slot (2 dimm)的应用时,X4和X8 DRAM混搭时的状况。如果没有TDQS这功能,DQSa和DQSb的负载将会不一样,这样会造成系统工程师在SI设计上的一大挑战。



Fig. 1. Mixing X4 and X8 DRAM without TDQS function.?


如Fig. 1,当有TDQS的功能时,当读写X4 DRAM资料时,两个DQS (DQSa和DQSb)的loading将会一致。


Fig. 2. Mixing X4 and X8 DRAM without TDQS function.?

DDR3/DDR4的DQS是differential signal (差动讯号),TDQS和DM (Data Mask)共用一个接脚(ball),而TDQS#(反相TDQS)则是用一个NU (Non-used) ball。由於在DRAM上TDQS和DM是共用同一个ball,所以TDQS和DM功能只能二择一,也就是有TDQS功能就不会有DM,而有DM功能就无法开启TDQS。这可由DRAM的状态暂存器1(Mode Register 1)里的第11个位元来控制(MR1[11])。

而RDQS是Redundant Data Strobe的缩写,这是DDR2 X8的DRAM才有的功能,在X4、X16的DRAM则无此功能。RDQS和TDQS的功能一样,为了就是让X4的两个DQS的负载能相同。然而TDQS只提供termination,RDQS除了提供termination外,还能输出strobe。


Fig. 3. Summary of DRAM's TDQS/RDQS functions.?

看似RDQS的功能比TDQS还好,但是仔细去看PHY对X4、X8 DRAM的读写状况时,会发现RDQS输出strobe这功能是多余的。因此DDR2提供RDQS功能,而DDR3开始就简化成TDQS的功能了,如Fig. 3。
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Reference:

  • DDR3 Termination Data Strobe Introduction, Micron Technique Note: TN-41-06
  • DDR2 Redundant Data Strobe Introduction, Micron Technique Note: TN-47-12
  • DDR4 SDRAM Standard, JESD79-4B, 2017.
  • DDR3 SDRAM Standard, JESD79-3F, 2013.
  • DDR2 SDRAM Standard, JESD79-2F, 2009.
  • 1 则留言:

    1. 请问大大,Dram状态暂存器MR1要如何控制?
      再麻烦大大,拨空回覆我,谢谢。

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