DDR的电源可以分为三类:
主电源的要求是VDDQ=VDD,VDDQ是给IO
buffer供电的电源,VDD是给但是一般的使用中都是把VDDQ和VDD合成一个电源使用。有的芯片还有VDDL,是给DLL供电的,也和VDD使用同一电源即可。
电源设计时,需要考虑电压,电流是否满足要求,电源的上电顺序和电源的上电时间,单调性等。
电源电压的要求一般在±5%以内。
电流需要根据使用的不同芯片,及芯片个数等进行计算。由于DDR的电流一般都比较大,所以PCB设计时,如果有一个完整的电源平面铺到管脚上,是最理想的状态,并且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。
参考电源Vref要求跟随VDDQ,并且Vref=VDDQ/2,所以可以使用电源芯片提供,也可以采用电阻分压的方式得到。由于Vref一般电流较小,在几个mA~几十mA的数量级,所以用电阻分压的方式,即节约成本,又能在布局上比较灵活,放置的离Vref管脚比较近,紧密的跟随VDDQ电压,所以建议使用此种方式。需要注意分压用的电阻在100~10K均可,需要使用1%精度的电阻。
Vref参考电压的每个管脚上需要加10nF的点容滤波,并且每个分压电阻上也并联一个电容较好。
VTT为匹配电阻上拉到的电源,VTT=VDDQ/2。DDR的设计中,根据拓扑结构的不同,有的设计使用不到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要求电源即可以提供电流,又可以灌电流(吸电流)。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(曾经使用过程中用了简单的线性稳压器也没发现出现什么问题,这种方式还是不建议的!)。
而且,每个拉到VTT的电阻旁一般放一个10Nf~100nF的电容,整个VTT威廉希尔官方网站
上需要有uF级大电容进行储能。
一般情况下,DDR的数据线都是一驱一的拓扑结构,且DDR2和DDR3内部都有ODT做匹配,所以不需要拉到VTT做匹配即可得到较好的信号质量。而地址和控制信号线如果是多负载的情况下,会有一驱多,并且内部没有ODT,其拓扑结构为走T点的结构,所以常常需要使用VTT进行信号质量的匹配控制。
从上面简单的介绍可以看到 ,用来匹配的电源VTT是需要SINK/SOURCE的,这就和我介绍的题目扯上关系啦,现在我们的工业级产品中全部使用TI的TPS51200,威廉希尔官方网站
简单实用,低成本,详细的介绍还是多参考一下TPS51200的datasheet。
下面图片是在相关设计的示例,仅供参考。
TPS51200 中文资料:https://e2echina.ti.com/cfs-file/__key/telligent-evolution-components-attachments/00-58-00-00-00-06-31-61/TPS51200_2D4E8765448D9965_.pdf
一个重要的前提:灌电流和拉电流是针对端口而言的,而且都是针对IC的输出端口。名词解释——灌:注入、填充,由外向内、由虚而实。渴了,来一大杯鲜榨橙汁,一饮而尽,饱了,这叫“灌”。灌电流(sink current) ,对一个端口而言,如果电流方向是向其内部流动的则是“灌电流”,比如一个IO通过一个电阻和一个LED连接至VCC,当该IO输出为逻辑0时能不能点亮LED,去查该器件手册中sink current参数。名词解释——拉:流出、排空,由内向外,由实而虚。一大杯鲜橙汁喝了,过会儿,憋的慌,赶紧找卫生间,一阵“大雨”,舒坦了,这叫“拉”。拉电流(sourcing current),对一个端口而言,如果电流方向是向其外部流动的则是“拉电流”,比如一个IO通过一个电阻和一个LED连至GND,当该IO输出为逻辑1时能不能点亮LED,去查该器件手册中sourcing current参数。
拉电流和灌电流是衡量威廉希尔官方网站 输出驱动能力(注意:拉、灌都是对输出端而言的,所以是驱动能力)的参数,这种说法一般用在数字威廉希尔官方网站 中。这里首先要说明,芯片手册中的拉、灌电流是一个参数值,是芯片在实际威廉希尔官方网站 中允许输出端拉、灌电流的上限值(允许最大值)。而下面要讲的这个概念是威廉希尔官方网站 中的实际值。由于数字威廉希尔官方网站 的输出只有高、低(0,1)两种电平值,高电平输出时,一般是输出端对负载提供电流,其提供电流的数值叫“拉电流”;低电平输出时,一般是输出端要吸收负载的电流,其吸收电流的数值叫“灌(入)电流”。
对于输入电流的器件而言:灌入电流和吸收电流都是输入的,灌入电流是被动的,吸收电流是主动的。如果外部电流通过芯片引脚向芯片内‘流入’称为灌电流(被灌入);反之如果内部电流通过芯片引脚从芯片内‘流出’称为拉电流(被拉出)
当逻辑门输出端是低电平时,灌入逻辑门的电流称为灌电流,灌电流越大,输出端的低电平就越高。由三极管输出特性曲线也可以看出,灌电流越大,饱和压降越大,低电平越大。然而,逻辑门的低电平是有一定限制的,它有一个最大值UOLMAX。在逻辑门工作时,不允许超过这个数值,TTL逻辑门的规范规定UOLMAX ≤0.4~0.5V。所以,灌电流有一个上限。
当逻辑门输出端是高电平时,逻辑门输出端的电流是从逻辑门中流出,这个电流称为拉电流。拉电流越大,输出端的高电平就越低。这是因为输出级三极管是有内阻的,内阻上的电压降会使输出电压下降。拉电流越大,输出端的高电平越低。然而,逻辑门的高电平是有一定限制的,它有一个最小值UOHMIN。在逻辑门工作时,不允许超过这个数值,TTL逻辑门的规范规定UOHMIN ≥2.4V。所以,拉电流也有一个上限。
可见,输出端的拉电流和灌电流都有一个上限,否则高电平输出时,拉电流会使输出电平低于UOHMIN;低电平输出时,灌电流会使输出电平高于UOLMAX。所以,拉电流与灌电流反映了输出驱动能力。(芯片的拉、灌电流参数值越大,意味着该芯片可以接更多的负载,因为,例如灌电流是负载给的,负载越多,被灌入的电流越大)
由于高电平输入电流很小,在微安级,一般可以不必考虑,低电平电流较大,在毫安级。所以,往往低电平的灌电流不超标就不会有问题。用扇出系数来说明逻辑门来驱动同类门的能力,扇出系数No是低电平最大输出电流和低电平最大输入电流的比值。在集成威廉希尔官方网站
中, 吸电流、拉电流输出和灌电流输出是一个很重要的概念。拉即泄,主动输出电流,是从输出口输出电流。灌即充,被动输入电流,是从输出端口流入吸则是主动吸入电流,是从输入端口流入吸电流和灌电流就是从芯片外威廉希尔官方网站
通过引脚流入芯片内的电流,区别在于吸收电流是主动的,从芯片输入端流入的叫吸收电流。灌入电流是被动的,从输出端流入的叫灌入电流。
拉电流是数字威廉希尔官方网站
输出高电平给负载提供的输出电流,灌电流时输出低电平是外部给数字威廉希尔官方网站
的输入电流,它们实际就是输入、输出电流能力。吸收电流是对输入端(输入端吸入)而言的;而拉电流(输出端流出)和灌电流(输出端被灌入)是相对输出端而言的。
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