Intel平台下的DDR3L的PCB设计你熟悉?10年设计工程师告诉你秘诀

2019-04-15 22:27发布

​Intel公司在随着个人电脑普及,英特尔公司成为世界上最大的设计生产半导体的科技巨擘,我们使用的办公以及家用电脑intel占据了80%的市场,在服务器市场占有率近乎100%,虽然近几年AMD家用平台的CPU有上升的趋势,但始终是无法撼动Intel霸主的地位;(虽然这几年国产CPU,像龙芯,兆芯,辉腾以及紫光像雨后春笋一样出现在人们的视野中,但要达到Intel的水平,还有一段很长的路要走)。

intel的CPU性能的强大,但同时在移动平台有一个很严重的问题,我想大家都清楚,那就是功耗高,为了解决高功耗问题,intel发布了一款低功耗的CPU,Atorn(凌动) Bay Trail处理器,由于性价比高,广泛应用在工业控制系统。原创今日头条:卧龙会IT技术

下图是一个Bay Trail平台的主板:

说了这么多,接下来进入正题,关于Intel Bay Trail平台下的DDR3L的设计,我们一起来学习下吧。

1,先来大概的了解下DDR3L有那些信号线,以及信号线的作用。

CPU一共包含248条DDR3L 信号,支持A,B双通道的DDR;

DDR3L信号分为时钟、控制、命令以及数据信号

数据信号包括:

DRAM0_DQ[63:0]:Data Bus;

DRAM0_DM[7:0]:Data Mask;

DRAM0_DQSP[7:0]、DRAM0_DQSN[7:0]:Data Strobe;

DRAM0_ECC_DM:ECC Data Mask;

DRAM0_ECC_DQSP、DRAM0_ECC_DQSN:ECC Data Strobes;

命令信号包括:

DRAM0_MA[15:0]:Memory Address Bus;

DRAM0_BS[2:0]:Bank Select;

DRAM0_RAS#:Row Address Select;

DRAM0_CAS#:Column Address Select;

DRAM0_WE#:Write Enable;

控制信号包括:

DRAM0_CS[2,0]#:Chip Select (one per rank);

DRAM0_CKE[2,0]:Clock Enable (one per rank);

DRAM0_ODT[2,0]:On-Die Termination Select/Enable;

时钟信号组包括:

DRAM0_CKP[2,0]:Differential Clocks;

DRAM0_CKN[2,0]:Inverted Differential Clocks;

DDR3L的参考信号以及补偿信号如下:

DRAM_VREF:SDRAM Reference Voltage;

DRAM_VDD_S4_PWROK,DRAM_CORE_PWRO:DDR3L Power Good Monitor

DRAM0_DRAMRST#,DRAM1_DRAMRST#:DDR3L DRAM Reset.

DRAM_RCOMP[0],DRAM_RCOMP[1],DRAM_RCOMP[2]: DDR3L Compensation signals

二,知道了DDR3L信号线有那些后,下面我们来了解下DDR3L信号线的阻抗要求:

DDR3L CLK单端50OHM,差分85OHM;原创今日头条:卧龙会IT技术

DDR3L CTRL单端40OHM;

DDR3L CMD单端40OHM;

DDR3L DATA单端50OHM;

DDR3L DQS单端50OHM,差分85OHM;

三,各组信号线的长度要求以及各组信号线匹配关系是否都熟悉了解了

​下面是提供走线拓扑,线宽和线距,和每组信号走线的长度关系,

Clock-to-Clock:Clock+/-10 mils;

Control-to-Clock:Clock+/-0.1” (2.5 mm);

Command-to-Clock:Clock+/-0.1” (2.5 mm);

Strobe-to-Clock:Clock+/-0.5” (12.7 mm);

Data-to-Strobe(per byte lane):Strobe+/-20 mils (0.5 mm);

Clock P to N:5 mils;

Strobe P to N:5 mils;

拓扑图如下:

信号走线长度最长不超过4300mil,距离其它信号线20mil;过孔数量最多2个;原创今日头条:卧龙会IT技术

由于CPU扇出部分出线空间有限,允许CPU出现部分走线线宽为4mil,间距4mil,CPU出线部分的整个长度不超过200mil。

四,关于返回路径和参考平面

参考平面和返回路径要连续,所有的信号必须参考GND或者电源平面,参考的平面是连续的,不能出现跨岛现象。

每一条信号转换到另一层都是通过过孔,旁边添加的回流过孔尽可能近的靠近,不超过50MIL的范围,以保证信号有良好的返回路径。如下图:

为了保证好的信号质量信号过孔和GND过孔的比例是2:1,如下图:原创今日头条:卧龙会IT技术

下面我们一起来欣赏几张PCB Layout图:

INNER03层

Inner06层

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