DDR4LPDDR4逻辑总线测试

　　对于现代计算架构来说，DDR内存更重要，CPU、GPU乃至TPU等别的类型处理器有海量的数据计算，也对存储器的吞吐速率带宽提出更大的要求，海量计算数据需要对DDR访问读写操作，若干年来DDR技术已经历了DDR1~4，即将进入DDR5的时代，除此之外，还衍生出来图形计算总线GDDR，应用于GPU和FPGA等更先进的三维封装工艺HBM和HMC技术等等。目前计算机服务器行业主流还是以DDR4为主。下图展示了当前高性能内存技术的发展技术方向。

　　U4164A是采用AXIe总线的LA分析模块，单一模块达到136通道，能支持3个模块同步达到402通道，满足DIMM等环境下的全总线采集分析。采用传统的同步采样模式，配备了02G选件的状态分析速率最高达到2.5Gbps，采用双采样模式或4采样模式时，支持的状态数据速率达到4Gbps，后一种模式通常用于DDR4/LPDDR4的状态分析和测试。U4164A也是业内唯一能够支持达到4Gbps以上的DDR4总线的解码和分析的逻辑分析仪方案。采用定时分析方式时，分析速率达到2.5GHz，如果采用1/4通道模式，定时分析速率可达10GHz。另外U4164A在满通道采样时，每通道最高可配置高达400Mpts采样深度，在1/4通道模式下，采样深度将达到1.6Gpts。 配合BGA Interposer或者DIMM Interposer及B4611A软件可以对DDR总线进行解码和分析。对于ONFi，FPGA也有相应的应用选件可以支持。

　　通常除了采用示波器进行电气层信号质量和基本时序参数之外，DDR总线的状态机复杂时序特性，以及总线的命令操作解析由于示波器固有的4通道限制一定要通过逻辑分析仪辅助分析。是德科技的U4164A逻辑分析仪，同步分析速率能够达到4Gbps，采样窗口可以低至100mv x 100ps，单路采集样本高达400M，对于DDR4总线的的测试是非常合适的，另外配合B4661A 分析软件，可以解析DDR4会线总线的命令解码，解析MRS，命令，行列地址，并可以直接触发物理地址捕获特定信号，利用深存储的大量样本，可以对DDR总线的性能做多元化的分析，包括统计内存总线有效吞吐速率，统计各种命令操作以及总线利用率，分析对不同内存地址空间的访问效率。另外利用是德科技独有的逻辑分析仪内部眼图扫描功能，可以同时分析扫描总线各个比特位的眼图质量，在同步分析中调整合适的采样位置。

　　在JEDEC的规范中，除了用示波器能测试到的简单信号时序之外，还定义了如下图左侧大量总线状态的时序参数要求，B4661A软件能支持这些参数的实时和后分析功能，分析判断测试结果是不是满足规范的范围要求，并能跟踪测量结果，对于违规的测量参数可以跟踪到波形界面，从而定位命令和操作的根源问题。

　　对于DDR系统中存在的复杂问题，还能够正常的使用逻辑分析仪和示波器进行联合调试，逻辑分析仪优势在解析DDR总线会话和操作性能分析，示波器的强大在于信号波形的观测，也可以测量电源纹波和噪声。是德科技的逻辑分析仪自带的View Scope功能，能够最终靠网线和触发线，同步捕获示波器内的波形，时基相关的查看逻辑操作和物理波形的关系，下面的实测场景就是使用逻辑分析仪捕获LPDDR4信号，使用10比特的S示波器配合电源完整性测试探头N7020A，精确观测供电电压1.1V的实例，能够正常的看到在逻辑分析仪界面，电源电压轨迹展开出现尖峰和跌落。

　　再通过逻辑分析仪的内存软件解析DDR总线的操作和分析性能，可以分析出由于系统中集中的读操作，LPDDR4的速率切换导致的电源电压的波动，以及特定命令操作导致的电压跌落现象，下图我们展示了逻辑分析仪界面内总线交易解码、总线利用率时域统计和电压波形的同步显示，展开命令后不难发现在电压出现尖峰的周边是Clock重新打开、Self Refresh Exit操作，再看总线利用率的时域变化，突发的读操作总线%，由于突发的连续读操作形成电源负载瞬间变化，导致1.1V上出现了瞬间的38mV的尖峰。这个电压波动可能会引起系统工作可靠性下降，所以要进一步改善DDR供电电源网络的设计。

　　只能进行常规的命令和地址分析,未提供完整数据总线的接入和分析，因此不能与U4164A逻辑分析仪相提并论。

　　自 1939 年惠普公司成立，到 2014 年 11 月 1 日是德科技作为一家新电子测试测量公司独立运营，我们继续秉承不变的企业家精神和激情开启新航程，鼓舞全世界创新者，帮他们实现超乎想象的目标。我们的解决方案旨在帮助客户在 5G、汽车、物联网、网络安全等领域不停地改进革新。