Современная электроника №9/2018

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 Проблемы тестирования модулей памяти стандартов DDR3, DDR4 и DDR5 Выполнение теста DDR4 по маске в рамках испытаний на соответствие требованиям стандарта DDR (удвоенная скорость передачи данных) – это технология изготовления микросхем памяти, изначально ориентированная на применение в серверах информационных центров. Такие информационные центры, являясь хранилищами больших объёмов данных, остро нуждались в новой технологии памяти, поскольку должны были отвечать сочетанию сразу нескольких требований: малое энергопотребление, большой объём памяти и высокая скорость передачи данных. В ситуации, когда потребности производителей серверов стимулировали разработку памяти DDR следующего поколения, выигрывали и простые потребители, поскольку новые типы памяти становились всё более доступными. По мере снижения цены память DDR начала применяться в настольных ПК и ноутбуках. Павел Логинов (pavel.loginov@keysight.com ) В 2007 году был выпущен стандарт DDR3, в 2012 году – DDR4, в настоящее время ожидается выход DDR5. Неко- торые передовые разработчики уже вплотную подошли к созданию этой технологии, и ожидается, что JEDEC (Объединённый инженерный совет по электронным устройствам) выпустит этот стандарт в ближайшем будущем. Преимущества DDR4 перед DDR3: ● повышенная скорость передачи дан- ных; ● более высокая эффективность; ● улучшенная целостность данных; ● больший объём памяти. Память DDR3 работает со скоростью 800–2133 MT/с (миллионов посылок в секунду), тогда как DDR4 – со скоро- стью 1600–3200 MT/с, т.е. вдвое быстрее своего предшественника. Кроме того, память DDR4 рассчитана на напряже- ние 1,2 В, что повышает её эффектив- ность, продлевая время работы от бата- рей и снижая нагрузку по сравнению с напряжением 1,5 В, от которого пита- ется DDR3. Помимо этого, алгоритм нахож- дения контрольной суммы (CRC) и встроенный в технологию DDR4 детектор ошибок чётности улучша- ет целостность данных, выполняя дополнительную проверку передава- емых команд и данных. Кроме того, удельный объём памяти DDR4 был увеличен в 4 раза. Максимальный объ- ём памяти DDR3 составляет 128 Гбит, тогда как для DDR4 эта цифра равна 512 Гбит. Предполагается, что с появлением DDR5 скорость передачи данных и объ- ём памяти снова удвоятся, т.е. достиг- нут 6 ГТ/с и 1 Тбит соответственно, а это подразумевает ещё более высокую эффективность. П РОБЛЕМЫ ТЕСТИРОВАНИЯ Целостность сигнала Наиболее распространёнными про- блемами технологии DDR являются проблемы синхронизации контрол- лера памяти. Как правило, контроллер памяти покупается в уже готовом виде, а не проектируется самостоятельно. В этом случае необходимо добить- ся синхронной работы платы и кон- троллера памяти – для этого достаточ- но выполнить тесты времени установ- ки и удержания и проверить скорость передачи данных. В прошлом скорости были ниже, поэтому конструктивные запасы были шире, и, если тесты вре- мени установки и удержания прохо- дили успешно, можно было с большой уверенностью утверждать, что система памяти DDR2 или DDR3 отвечает тре- бованиям спецификаций. Однако с ростом скорости передачи конструк- тивные запасы сужаются. Работая с DDR4 или DDR5, получить достаточные конструктивные запасы для прохожде- ния простых тестов времени установ- ки и удержания практически невозмож- но. Для проверки DDR4 нужно исполь- зовать глазковую диаграмму. Стандарт DDR4 предъявляет осо- бые требования к допускам на случай- ный джиттер и коэффициент бито- вых ошибок. Можно создать маску для осциллографа согласно этому стандар- ту (см. рис.). Маска определяет область на экране осциллографа, в которой дол- жен оставаться сигнал, чтобы отвечать требованиям стандарта. Если глазок закрывается слишком сильно и пересе- кает маску, то, скорее всего, это значит, что возникли битовые ошибки и требо- вания спецификаций не выполняются. Можно предположить, что глазок DDR5 будет закрываться из-за повы- шенной скорости передачи данных. В таких случаях для достаточного рас- крытия глазка нужно применять мето- ды эквализации. Кроме того, харак- теристики DDR5 определяются на шариковых выводах корпуса, одна- ко установить пробник внутрь микро- схемы не получится. Вместо этого при-