关于DDR3信号扇出和走线问题解析

DDR3内存已经被广泛地使用，专业的PCB设计工程师会不可避免地会使用它来设计电路板。本文为您提出了一些关于DDR3信号正确扇出和走线的建议，这些建议同样也适用于高密度、紧凑型的电路板设计。

DDR3设计规则和信号组

让我们从以DDR3信号分组建立高速设计规则讲起。在DDR3布线时，一般要将它的信号分成命令信号组、控制信号组、地址信号组、数据信号0/1/2/3/4/5/6/7分组、时钟信号组以及其他。推荐的做法是，在同一组别中的所有信号按照“相同的方式”走线，使用同种拓扑结构以及布线层。

图1: DATA 6分组中所有信号都是以“相同方式”布线的，使用相同的拓扑结构以及布线层。

举个例子，我们来看一下图1的走线过程，所有DATA 6分组的信号都是从第1层切换到第10层的，然后到第11层，之后再切换到12层。分组中的每个信号都有相同的层切换，通常都走相同距离，使用相同的拓扑结构。

如此布线的一个优势在于，当作信号线长度调整时（也称延迟或相位调整），通路中的z轴长度可以忽略不计。这是因为所有信号均具相同的布线方式，有着完全相同的过孔定义和长度。

创建DDR3信号组

Altium Designer提供了创建必要信号组的简便方法，可以在项目的原理图中完成。首先，把一个Blanket放在将要生成一个信号组的网络上。然后，在Blanket的边缘上放置一个PCB directive，把它定义为一个网络组。请参见图2示例。 

图2 ：使用Blankets and PCB directives定义用于DDR3信号布线的网络类组。 

为网络组指定颜色

当我们使用工程变更ECO（在Design » Update PCB Document...）, 把新定义的网络组导入到PCB后，为每个信号组设定不同颜色是非常有用的。进入到PCB面板，右击目标网络类组，在弹出的菜单中选择改变网络颜色，就可以为这个网络组定义颜色了， 如 图3所示。

图3：给每个网络组指定不同颜色，在布线时就很容易区分它们了。

一旦选定了颜色，再次右击网络组并选择 Display Override » Selected ON。这样就可以确保，所选的颜色可以覆盖对象的颜色，无论当前是什么图层。

如果还没有开启Net Color Override选项，网络就不会变成你所选颜色。这种情况下，使能View » Net Color Override Active 选项，或使用 F5键，就可以把这个设置全局化，应用到所有的网络。接下来，我们就可以扇出CPU的DDR3接口部分的信号了。

准备好扇出CPU的DDR3接口信号了吗？

选择合适的过孔并为特定信号组确定所用的PCB层，会大大降低DDR3信号布线的难度。信号组的颜色各异，也有助于在设计时区分它们。

图4 ：选择合适的过孔尺寸可以节省布线空间。

相比于通孔，微孔（μVia）占用更少空间。在同一区域中，我们能够扇出更多的走线。微孔还可以节省其他层上的布线空间，节省下来的空间可用于更多的走线。

为什么地址、命令和控制信号需要使用微孔？

对于DDR3信号组群来说，地址、命令和控制组拥有最多的信号数量。如果我们选用了通孔，那么在所有层上会占用大量空间。如果选择微孔，我们只需要占用第3层上的空间。同时，因为微孔的直径较小，在第3层上我们还能节省出更多的空间来扇出信号。

图5 ：微孔间两到三根导线可以完成布线，同一空间，通孔间则需要一根导线。

为什么与地址、命令和控制群组信号最近的信号组使用通孔扇出？

地址、命令和控制组中的某些信号，需要用到前面提到的“最近群组”下方的空间。

图6 ：有些地址、命令和控制信号，会走在与它们最近信号焊盘下。

当把地址、命令或控制组信号通过微孔在第3层完成走线后，那么在它们下面的第10层就会有空余空间，这片空间可以用来扇出与它们最近的信号组。

图7 ：微孔扇出走线下面空间可以用来扇出所谓“最近组”的信号。

为什么外围信号组使用微孔扇出？

上图可以很明显地看出，第10层没有剩余空间来扇出组外信号。所以，这些信号在第3层、使用微孔扇出是最佳选择。

注意：同层、同过孔、同微孔的“扇出技术”，也可以应用于其他接口（例如，PCI，ISA ...）。通过这种方法，再密集的布线设计也可以轻松实现。

结论

经过缜密的计划，完成DDR3接口信号的走线和长度调整是非常轻松的，即使在最紧凑和高密度的设计中，也可以实行。iMX6 Rex就是一个很好地展现如何细致的规划并完成走线的例子。遵循Robert的规划和步骤，任何DDR3设计，都可以在更短时间内，更大程度地完成设计。