內(nèi)存相關(guān)知識(shí)總結(jié)PPT演示課件

1、1 內(nèi)存設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)總結(jié) RD中心SBC組 王海 2 內(nèi)容 n內(nèi)存相關(guān)名詞解釋 n內(nèi)存種類 n內(nèi)存區(qū)別及信號(hào)描述 n內(nèi)存基本時(shí)序 n內(nèi)存設(shè)計(jì) nExample 3 1.名詞解釋 nRAM：隨機(jī)存儲(chǔ)器 nROM：只讀存儲(chǔ)器 nSRAM：Static RAM 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保存信息。 nDRAM：Dynamic RAM 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，利用電容充放電保存信息，需要 不斷的充電，也叫刷新(Refresh)。 nSDRAM：Synchronous DRAM 同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，64位帶寬，3.3V工作 電壓。 nDDR：Double Data Rate SDRAM 雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨

2、機(jī)存儲(chǔ)器。 nDDR2： Double Data Rate2 SDRAM 4倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。 nDDR3： Double Data Rate3 SDRAM 8倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。 nSIMM：single inline memory module 單列直插內(nèi)存模組，內(nèi)存條兩側(cè)金手 指提供相同信號(hào)，一次最高傳輸32bit數(shù)據(jù)。 nDIMM：dual inline memory module 雙列直插內(nèi)存模塊，金手指兩側(cè)各自獨(dú) 立傳輸信號(hào)。 4 n位寬：內(nèi)存芯片顆粒的數(shù)據(jù)線位數(shù)，目前常用有x4，x8， x16三種。 nBANK：顆粒內(nèi)部的存儲(chǔ)陣列，一個(gè)陣列就是一個(gè)BANK， 目前主

3、要有4BANK和8BANK。 nRANK：處理器和內(nèi)存能夠進(jìn)行一次完整的數(shù)據(jù)讀取所需 要的顆粒數(shù)目組成一個(gè)RANK。如64位處理器，一次完整 的數(shù)據(jù)讀取分別需要16個(gè)x4，8個(gè)x8，16個(gè)x4的顆粒組成 一個(gè)RANK。 nPAGE：在一個(gè)RANK中，相同邏輯地址的BANK（分屬 于不同顆粒）同一行地址所包含的列的存儲(chǔ)單元數(shù)目稱 為一個(gè)PAGE。 n頻率：如DDR2等效工作頻率400/533/667/800對(duì)應(yīng)實(shí)際 時(shí)鐘頻率為100/133/166/200MHz 5 內(nèi)存的倉(cāng)庫(kù)解釋 6 168Pin SDRAM 兩個(gè)卡口兩個(gè)卡口 240 pin DDR2 184Pin DDR 工作電壓工作電壓

4、3.3V 工作電壓工作電壓 2.5V 工作電壓工作電壓 1.8V DIMM內(nèi)存條 2. 內(nèi)存種類 7 144Pin SDRAM 工作電壓工作電壓 2.5V 200 pin DDR 200 pin DDR2 工作電壓工作電壓 1.8V 工作電壓工作電壓 3.3V SODIMM內(nèi)存條 8 工作電壓工作電壓 2.5V 172 pin DDR Micro-DIMM內(nèi)存條 用于筆記本 工作電壓工作電壓 1.8V 214 pin DDR2 9 MINI Registered DIMM內(nèi)存條 用于筆記本 工作電壓工作電壓 1.8V 244 pin DDR2 10 內(nèi)存芯片及內(nèi)存條生產(chǎn)內(nèi)存芯片及內(nèi)存條生產(chǎn) 廠

5、商廠商 廠商網(wǎng)址廠商網(wǎng)址 KINGMAX（勝創(chuàng)）http:/ HyunDai（現(xiàn)代）http:/kcs.hei.co.kr/models/ Kingston(金士頓)http:/ Adata(威剛)http:/ Infineon(英飛凌)http:/ LGS（高士達(dá)）http:/www.lg- Micron（麥康）http:/ Samsung（三星）http:/ NEChttp:/ Toshiba（東芝）http:/ Siemens（西門子）http:/ Mitsubishi（三菱）http:/ Fujitsu（富士通）http:/ Hitachi（日立）http:/ TI（德州儀器）http

6、:/ 內(nèi)存主要廠商 11 nSDRAM （以時(shí)鐘頻率來(lái)命名） PC100 PC133 nDDR（DDR/DDR2/DDR3以數(shù)據(jù)傳輸率命名，單位 MB/s） PC 1600- DDR200 (64bit100MHz281600MB/s) PC 2100- DDR266 （64bit133MHz282128MB/s） PC 2700- DDR333 PC 3200 -DDR400 nDDR2 PC2-4300- DDR2 533 PC2-5300- DDR2-667 PC2-6400- DDR2 -800 nDDR3 PC3-6400- DDR3 800 PC3-8500- DDR3-1066

7、PC3-10600- DDR3 -1333 PC3-12800- DDR3 -1600 內(nèi)存代碼含義 12 SDR DDR DDR2 DDR3 工作電壓(V) 3.3 (LVTTL標(biāo)準(zhǔn)) 2.5 (SSTL2標(biāo)準(zhǔn)) 1.8 (SSTL_18) 1.5V CLOCK 頻率(MHz) 66/100/133 100/133/167/200 100/133/167/200 100/133/167/200 數(shù)據(jù)傳輸率(MHz) 66/100/133 200/266/333/400 400/533/667/800 800/1066/1333/1600 密度(Mb)64/128/256/512256/512

8、/1Gb256/512/1Gb/2Gb1Gb/2Gb 位寬(bit) x4/x8/x16/x32 x4/x8/x16 x4/x8/x16x4/x8/x16 BANK444/88 Termination無(wú)無(wú)ODT (optional)ODT DATA Strobe無(wú) 單端差分/單端差分/單端 System Synchronization Master Reset 儲(chǔ)存溫度(攝氏度) (-55)-125 0-70 (-40)-85 0-85 (-40)-95(-55)-100 封裝 TSOP/FBGATSOP/FBGAFBGA FBGA SDR/DDR/DDR2/DDR3區(qū)別 3. 幾種內(nèi)存的區(qū)別

9、及信號(hào)描述 13 SDR信號(hào)描述 Symbol Type Description1 An:0 I地址信號(hào) BA0(A13) BA1(A12) IBANK片選與地址復(fù)用 CLK I時(shí)鐘 CKE I時(shí)鐘使能 RAS# I行地址選通 CS# I片選 CAS# I列地址選通 WE# I寫使能 DQM,DQML/DQMH I DQ Mask.寫屏蔽 For x16：DQML/DQMH For x8/x4:DQM DQ(x:0) I/O數(shù)據(jù)信號(hào) VCC/VCCQPower VSS/VSSQ GND 14 Symbol Type Description1 CK/CK#差分時(shí)鐘 CKEI時(shí)鐘使能 CS#I片選

10、 RAS# CAS# WE# I 行地址選通 列地址選通 寫使能 DM LDM/UDM I DQ Mask.寫屏蔽 For x16：LDM/UDM For x8/x4:DM BA0/BA1IBANK 片選 A0A13I地址線 DQI/O數(shù)據(jù)線 DQS LDQS/UDQS I/O 數(shù)據(jù)選通 For x16：LDQS/UDQS For x8/x4:DQS VDDQ/VDD/VREF電源 VSSQ/VSS 地 DDR信號(hào)描述 15 DDR2信號(hào)描述 信號(hào)描述 CK/CK#CLOCK Input CKEClock Enable CS#RANK Select ODTOn die termination

11、可通過(guò)設(shè)置寄存器EMR(1)使能內(nèi)部端接電阻 RAS#，CAS#，WE#行選通，列選通，寫輸入使能 DM UDM/LDM Write data mask: DM for 4 8 UDM/LDM for 16 BA0-BA2BANK SELECT A0-A15Address input:提供行地址，列地址，讀寫命令的預(yù)充電位 在預(yù)充電命令期間，A10為低，只對(duì)一個(gè)BANK充電；A10為高時(shí)，對(duì)所有 BANK預(yù)充電 DQData input/output DQ S/DQ S# RDQ S/RDQ S# UDQ S/UDQ S# LDQ S/LDQS# Data strobe: 4 DQ S/DQ

12、S# 8 DQ S/DQ S# RDQ S/RDQ S#(可配置為一對(duì)或兩對(duì)選通) 16 UDQ S/UDQ S#(對(duì)應(yīng)DQ8-DQ15) LDQ S/LDQ S#(對(duì)應(yīng)DQ0-DQ7) VDDQ/VDDL/VDD/VREFPOWER VSSQ/VSSDL/VSSGND 16 DDR3信號(hào)描述 信號(hào)描述 CK/CK#CLOCK Input CKEClock Enable CS#RANK Select ODTOn die termination 可通過(guò)設(shè)置寄存器EMR(1)使能內(nèi)部端接電阻 RAS#，CAS#，WE#行選通，列選通，寫輸入使能 DM DMU/DML Write data mask

13、: DM for 4 8 DMU/DML for 16 BA0-BA2BANK SELECT A0-A15Address input:提供行地址，列地址，讀寫命令的預(yù)充電位 在預(yù)充電命令期間，A10為低，只對(duì)一個(gè)BANK充電；A10為高時(shí)，對(duì)所有 BANK預(yù)充電 BC#/A12Burst chop DQData input/output TDQS, TDQS#Termination Data Strobe: for 8 ZQ Reference Pin for ZQ calibration DQU, DQL, DQS,DQS#, DQSU,DQSU#,DQSL,DQSL# Data strob

14、e: VDDQ/VDD/VREFDQ/VREFCAPOWER VSSQ/VSSGND 17 4.內(nèi)存基本時(shí)序 初始化 預(yù)充電 BANK激活 讀寫 預(yù)充電 詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)JESD相關(guān)規(guī)范 18 DDR2 內(nèi)存基本時(shí)序(JESD79-2E) nDDR2 SDRAM內(nèi)部有4個(gè)模式配置寄存器： MR/EMR(1)/EMR(2)/EMR(3) n向4個(gè)寄存器中寫入相應(yīng)的值，也就是命令，即配置了DDR2 SDRAM 的工作參數(shù)。 n命令的寫入是通過(guò)地址線和BA片選線實(shí)現(xiàn)。 BA2BA1BA0A13- A15 A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 向上述表格中信號(hào)寫入不同的值即實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)

15、 寄存器命令的寫入 19 n上電時(shí)，CKE=ODT=Low，VDD/VDDL/VDDQ來(lái)自同一Power Source，VTTVDDQmin時(shí)，完成上電。 n啟動(dòng)時(shí)鐘，在VDD/VDDL/VDDQ/VREF/VTT穩(wěn)定后至少200us，CK/CK#穩(wěn)定，執(zhí)行NOP， 并將CKE=High。 n400us后，執(zhí)行Precharge All。 nEMRS to EMR(2).(BA0=BA2=Low，BA1=High) nEMRS to EMR(3).(BA2=Low，BA0=BA1=High) nEMRS使能DLL。 nMRSreset DLL。 nPrecharge all. nAuto-re

16、fresh 2 or more. nMRS（A8=Low）.初始化 Device。 nOCD Calibration，exit OCD Calibration mode。 nDDR2 SDRAM 初始化完成。 初始化 20 BANK激活 n激活BANK時(shí)：CAS#=WE#=High，CS#=RAS#=Low。 nBA0-BA2：選擇所要激活的BANK。 nA0-A15：確定所選擇BANK的行地址。 n激活BANK之前，不能進(jìn)行Read/Write操作。 n同一BANK在執(zhí)行相鄰的兩個(gè)激活命令之間，必須進(jìn)行一次預(yù)充電。 n幾個(gè)時(shí)間的定義 tRAS：ACT to PRE Delay tRP： PR

17、E to ACT Delay tRC：ACT to ACT Delay tRCD：ACT to RD(A) or WT(A) Delay（RAS# to CAS# Delay） CL：CAS# Latency 21 Read/Write 具體時(shí)序可參考規(guī)范JESD79-2E 內(nèi)存讀寫可分為行有效和列讀寫兩個(gè)部分， n行有效時(shí)序理解為：CKE有效（時(shí)鐘有效）CS#有效（選擇一個(gè) Rank）BA0，BA1有效（選擇一個(gè)邏輯地址Bank）RAS#有效（行地 址選通）A0-An有效（行地址有效）。 n列讀寫時(shí)序理解為：CKE有效（時(shí)鐘有效）CS#有效（選擇一個(gè) Rank）BA0，BA1有效（選擇一個(gè)邏

18、輯地址Bank）CAS#有效（列地 址選通）A0-An有效（列地址有效）。 22 5.內(nèi)存設(shè)計(jì) DDR2顆粒：256Mb/512Mb(4 BANK) 1Gb/2Gb/4Gb(8 BANK) 目前公司內(nèi)存設(shè)計(jì)模組主要有： nOn Board Memory nDIMM：168Pin(SDRAM) 184Pin(DDR) 240Pin(DDR2) nSODIMM：144Pin(SDRAM) 200Pin(DDR/DDR2) 除此之外，還有用于筆記本的內(nèi)存模組 MicroDIMM：172Pin(DDR) 214Pin(DDR2) Mini Registered DIMM：244pin (DDR2 ) 設(shè)計(jì)模塊 23 內(nèi)存設(shè)計(jì)主要信號(hào)： nCK/CK#：240Pin和184Pin DIMM有三個(gè)CLOCK差分輸 入 ，SODIMM只有兩個(gè)CLOCK輸入。根據(jù)內(nèi)存顆粒的不 同，每個(gè)CLOCK負(fù)載也不同。 nCS#：RANK片選，每個(gè)RANK對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的CS#信號(hào)。 nCKE：時(shí)鐘使能，每個(gè)RANK對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的CKE信號(hào)。 nODT：On Die Termination ，每個(gè)RANK對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的 ODT信號(hào)。 nBS ：BANK片選，每個(gè)通道對(duì)應(yīng)一組BS片選，用于選擇 該通道上的BANK 24 SPD nSPD是Seria