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王霞

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LPDDR4信号测试报告分析

  近期帮做芯片的同行看一份LPDDR4的Compliance测试数据,想看看是否有机会优化信号品质,报告中体现的问题很有代表性,整理记录下来。
  一、 测试数据
  这是一份LPDDR4 Read Mode的报告,测试的信号为CLK_t/c DQS_t/c & DQ这三组信号, 下面这张图是使用33GHz示波器运行LPDDR4 Compliance的数据表格,Fail了很多项目,下面针对Fail项目来一项项分析。
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  二、 数据分析
  开始分析前,我们先确认这确实是Read Mode的分析报告,下图是开始分析前抓的Waveform, DQS 和 DQ 相位是edge-aligned,符合Read Mode特征(这张图里还有其他线索,常分析DDR信号的同行可能已经发现,下面会讲到)
  而且此测试专门设计了LPDDR4 Interposer,测点在Interposer上 (现在很多设计采用盲埋孔设计,如没有Interposer将信号引出来,都无法探测到待测信号)
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  a. SRQdiffR & SRQdiffF
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  这测试的是DQS信号上升下降沿的斜率,从测试数据和下面的波形看,沿稍稍偏慢,这是可以优化的方向,需要读读芯片Datasheet,看看是否有寄存器可以增强发射强度,加快沿的斜率, 说不定还能优化波形中黄圈里的类似Ringback的现象(因同行是做芯片设计的,对芯片寄存器设置很有经验,这部分他们是专业的)
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  b. DQS/DQ间的时序
  测试数据如下,可以看出with DBI和without DBI 测试数据是一模一样的,DBI(Data Bus Inversion), 测试时需要实际查看寄存器 MR3-OP[6],确认是否有Enable DBI,对应选择测试项目
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  针对Fail的tQH,查看报告中的细节图片,可以看出DQ信号在连续的数据0后的第一笔1,电平幅度相比后几笔数据要低,也可以看看是否能增强信号发射强度,优化这一笔数据的可能
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  单从上面这张波形图来看,对比下图LPDDR4的spec,M2 Marker选择的测点电平看起来是偏高了一点,看下图Spec,测点理论在50%左右,大概率应该落在小黄圈内,测试的时间应该是要比Table里列出的908.1mUI要大(这里因没有示波器上的阈值设置信息,仅仅从测试报告来分析数据)
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  c. tRPRE&tRPST
  下面分别是这两个参数的测试数据,和tRPRE对应的测试波形
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  下图是LPDDR4 Spec中对tRPRE的定义
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  这时来看上面提到过这一张图,从上到下分别是CK/DQS/DQ, DQS的相位明显对不上,差了180度。示波器一致性测试程式,按照Spec定义抓取第一笔为低脉冲的波形,抓到的波形并不是Preamble 状态
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  如果相位翻转过来,测试的tRPRE&tRPST分别对应的是上图粉色区域,比对Criteria不会Fail,这里有2个可能性,1是差分信号探测时没有正确对应连接,应该是要DQS_t接差分信号正端,DQS_c接差分信号负端,2是设计时信号接反了,这就是大问题了。
  同行确认的情况是差分探棒没接错,线路上t/c连接也是对的,这时能怀疑的对象就只能是Interposer了,联系Interposer厂商,回复黄色圈内信号C&T标反了,报告中正是测试的这其中一组DQS(Interposer的设计对测试也是至关重要),
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      DQS接对后的相位如下,这种情况下测试这两个参数应该就不会有问题了
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  d. tQW_total
  同样带不带DBI要依实际寄存器选择,这个项目测试的是DQ output window time,可以理解为眼宽,通过累积DQ waveform来进行测量,同行自己分析是总线上运行的业务量大,电源的品质不佳也可能影响到,我就不多分析了。能看到这个位置的读者,应该也是对信号分析很有兴趣,会有自己的判断。这么枯燥的资料不是做这行的,也看不下来。
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  三、总结
  我们做信号测试时,务必要正确对应连接差分信号的正负,不是以正负来区分的差分信号,也需要明确探棒正负分别接的是哪个信号,接反会直接影响到待测信号的相位,让测试的时间参数异常。



原作者:依希2020 chillyhu

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