1 簡(jiǎn)介

DDR4(第四代雙倍數(shù)據(jù)速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)是一種高帶寬的存儲(chǔ)器，今天主要講述一下DDR4在Layout過(guò)程中的一些細(xì)節(jié)。在DDR的設(shè)計(jì)過(guò)程中，DDR的Layout是十分重要的環(huán)節(jié)。

2 DDR4的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

DDR4 SDRAM支持兩種拓?fù)漕?lèi)型:FLY-BY和Clamshell。

FLY-BY拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

FLY-BY拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將所有存儲(chǔ)設(shè)備放置在同一層（詳見(jiàn)下圖），這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更有利于數(shù)據(jù)通信，并且可以提供最佳的信號(hào)完整性，但是會(huì)占用寶貴的電路板空間。

Clamshell拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

Clamshell拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將存儲(chǔ)設(shè)備可以同時(shí)放置在TOP層和BUTTON層（詳見(jiàn)下圖），相對(duì)于FLY-BY拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不利于數(shù)據(jù)通信，但是能節(jié)省大量的電路板空間。

3 Layout要求

信號(hào)分組：

• DQ[7:0]、DQM0、DQS0(Diff)為一組（共是11根信號(hào)線）；
• DQ[15:8]、DQM1、DQS1(Diff)為一組（共是11根信號(hào)線）；
• 所有的地址線、時(shí)鐘線以及控制線為一組。

阻抗控制：

• 單端信號(hào)的阻抗控制在50歐姆；
• 差分信號(hào)的阻抗控制在100Ω。

3.1布局要求

地址線布局布線要求優(yōu)先選擇Fly-BY拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，鑒于地址線一般不會(huì)走在表層，所以出線后打過(guò)孔。過(guò)孔到引腳的長(zhǎng)度盡可能短，長(zhǎng)度在150mil(3.81mm)左右。

地址線和控制線的上拉匹配電阻放置在最后一個(gè)顆粒的末端，與顆粒的走線長(zhǎng)度不要超過(guò)500mil(12.7mm),并且每個(gè)上拉電阻都要放置一個(gè)對(duì)應(yīng)的VTT濾波電容（0.1uF）,最多可以?xún)蓚€(gè)上拉電阻共用一個(gè)濾波電容。

3.1布線要求

走線要求

8根同組DQ數(shù)據(jù)線必須保證同層，DQM0、DQS0(Diff)有效保證與DQ數(shù)據(jù)線同層。另外地址線、控制線、以及時(shí)鐘線按照FLY-BY拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)走線。

平面分割要求

為了保證電源完整性和信號(hào)完整性，DDR4的走線必須有完整電源參考平面，堅(jiān)決杜絕跨分割現(xiàn)象，疊層時(shí)考慮讓地平面緊挨著電源平面，保證電流回流路徑最短。

等長(zhǎng)要求

數(shù)據(jù)線走線盡可能短，走線總長(zhǎng)度不能超過(guò)2000mil(50.8mm)，分組等長(zhǎng)，組內(nèi)等長(zhǎng)誤差需要控制在±5%。（DQS和時(shí)鐘線沒(méi)有等長(zhǎng)誤差要求，部分芯片有組件以及DQS和時(shí)鐘線的等長(zhǎng)要求，具體需要參考手冊(cè)）

地址線、控制線、時(shí)鐘線作為一組等長(zhǎng)，組內(nèi)誤差不允許超過(guò)±20%；

DQS和時(shí)鐘差分線對(duì)內(nèi)誤差范圍控制±1%；

信號(hào)的實(shí)際長(zhǎng)度包括PIN腳長(zhǎng)度、PIN Delay等。

4 FPGA布線要求

在PCB上，命令、地址和控制總線的路由見(jiàn)下：

4.1 FLY-BYU拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

命令、地址和控制總線的布局布線

命令、地址和控制總線布局方式見(jiàn)下：

數(shù)據(jù)線的阻抗、長(zhǎng)度以及布線指導(dǎo)見(jiàn)下表：

時(shí)鐘線的布局布線

命令、地址和控制總線布局方式見(jiàn)下：

數(shù)據(jù)線的阻抗、長(zhǎng)度以及布線指導(dǎo)見(jiàn)下表：

數(shù)據(jù)線

兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)線（DQ、DM、DQS）的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式相同。

數(shù)據(jù)線的阻抗、長(zhǎng)度以及布線指導(dǎo)見(jiàn)下表：

4.2 Clamshell拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

命令、地址和控制總線的布局布線

命令、地址和控制總線布局方式見(jiàn)下：

數(shù)據(jù)線的阻抗、長(zhǎng)度以及布線指導(dǎo)見(jiàn)下表：

時(shí)鐘線的布局布線

命令、地址和控制總線布局方式見(jiàn)下：

數(shù)據(jù)線的阻抗、長(zhǎng)度以及布線指導(dǎo)見(jiàn)下表：

數(shù)據(jù)線

兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)線（DQ、DM、DQS）的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式相同。

數(shù)據(jù)線的阻抗、長(zhǎng)度以及布線指導(dǎo)見(jiàn)下表：