DDR3的原理和应用设计

一看到DDR,联想到的就是高速，一涉及到高速板有些人就比较茫然。高速板主要考虑两个问题点,当然其它3W，2H是基本点。

一是时序，因为有的DDR要跑几百M,所以对应的时钟周期比较短，如果传输线的长度相差较多，会导致数据先到，有的数据后到，数据就不完整。

二是，阻抗，高速信号频率高，波长短，在微波领域是短线传输。如果阻抗不匹配就会产生反射，反射回来的信号与原信号叠加，就改变了原来信号的形状。电磁场与微波相关书籍讲得比较多，涉及到二阶偏微分方程，这里只说结论，我们拿来用就可以了。

总结一下，就两点：

1、等长

2、阻抗要匹配

这两点也是我们做PCBLAYOUT设计时注意的重点，由此也前人也总结出一些相关原则。比如信号分组，同层同组，3W间距等等。

下面我们以DDR3为例，把原理搞清楚，然后根据原理说说实际LAYOUT时要怎么操作。

CPU对DDR的访问，也就是读和写的操作，不管是读还是写，你得知道从哪里读，往哪里写吧？所以得知道地址，这个操作叫做寻址。

我觉得我还不能把DDR的原理讲得很清楚，先放下来，好像也不影响我们做DDR的应用设计。

单片DDR3的引脚说明：

我们大概了解了DDR的原理后，就明白，地址线和控制线可以放一组，数据线另外放一组，但因为考虑到设计方面的问题，数据线可以按一个字节进行分组，比如8位放一组，D0-7作为一组，也可以16位放一组，D0-15.一般这两种用得比较多。

以DDR3为例：

数据线1：11根，D0-D7,LDQM(数据掩码),LDQS0.LDQSN0(其中，LDQS0和LDQSN0为差分时钟)

数据线2：11根，D8-D23,UDQM(数据掩码),UDQS0.UDQSN0(其中，UDQS0和UDQSN0为差分时钟)

地址线、控制线和时钟为一组：

A0-A15,BA0-BA2,

CKE,CLK-CLKN ,

CASN,CSN0,xRASN,RESET,WEN,ODT

说明：TI的文档是把地址和数据的时钟放在一组的，但是等长时，地址线与地址的时钟等长，数据线与数据的时钟等长。我这里是把数据和地址的时钟分别放到了数线线和地址线组。

因此次只是单片DDR，不涉及拓扑结构。

此次设计并没有同层同组，而是把数据线放在第一层和第三层，主要做了等长

同层同组的目的主要是为了等长：信号不在不同的层传输速度不一样，另外在不同的层，因为有的有过孔，有的可能没有过孔，过孔的长度和厚板以及过孔穿到哪一层有关，所以过孔的长度也会影响信号的长度，这次是放在第一层和第三层，第一层和第三层中间的PP一般比较薄，如下图，只有3.2mil，所以影响长度有限。另外因为层不一样导致的传输速度不一样，只要把等长误差做到10mil以内就不用考虑了。

层名	介质	厚度（mil/OZ）
L1	Copper	1.4mil/成品铜厚1oz
PP	FR4	3.2mil
L2	Copper	1.2mil/1.0oz
CORE		5mil
L3	Copper	1.2mil/1.0oz
PP		37.3mil
L4	Copper	1.2mil/1.0oz
CORE		5mil
L5	Copper	1.2mil/1.0oz
PP		3.2mil
L6	Copper	1.4mil/成品铜厚1oz

总结：

平时都要求DDR走线同层同组，根本原因是等长。

同层的原因：信号在内层和外层传输速度不一样，所以要尽层同层。

同组的原因：是为了设计好设计规则。方便看规则。只要能检查到，不同组也是可以的。

下方D8-D15，有的是走在第一层，有的是走在第三层，实测没有问题！