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DDR中DLL开启和关闭操作

已有 53 次阅读| 2025-6-18 14:25 |个人分类:SDRAM|系统分类:芯片设计| DLL

在DDR(双倍数据速率)内存系统中,延迟锁定环(DLL) 的开启与关闭是关键的初始化及低功耗操作,涉及严格的时序控制和寄存器配置。以下是具体操作流程及注意事项:

一、DLL的核心功能

DLL用于同步内部时钟与外部时钟,解决信号传输延迟问题:

  • 时钟同步:通过动态调整内部时钟相位,确保DRAM数据采样点位于眼图中心。

  • 工作模式

    • DLL-on:正常操作模式,需保持锁定状态。

    • DLL-off:低功耗模式(如自刷新),关闭DLL以省电,但需重新校准才能恢复。

二、DLL开启操作(初始化阶段)

1. 操作流程

  1. 上电复位

    • 电源稳定后,拉低 RESET#       至少 200μs,保持 CKE=0 至少 500μs

    • 释放 RESET# 后等待       tXPR(典型值 10ns),再拉高 CKE。

  2. 配置模式寄存器

    • MR1寄存器:设置 A0=0(使能DLL)。

    • 其他寄存器:依次配置 MR2(CWL)、MR0(CL/BL)等。

  3. 启动DLL锁定

    • 发送 MRS 命令配置       MR0 的 DLL复位位(如 DDR3 的 MR0[8]),触发DLL自校准。

    • 等待锁定时间 tDLLK(至少 512个时钟周期**)。

2. 注意事项

  • 时序要求

    • 连续 MRS 命令间隔需满足       tMRD(典型值 4个时钟周期**)。

    • MRS 命令后需等待 tMOD(寄存器生效时间,约       24个时钟周期)才能执行后续操作。

  • 信号完整性:时钟必须稳定且无抖动,否则DLL无法锁定。

三、DLL关闭操作(低功耗/调频)

1. 操作流程

  1. 进入空闲状态

    • 所有Bank预充电完成,无数据传输,满足       tRP、tDAL 等时序。

  2. 关闭DLL

    • 配置 MR1 寄存器:A0=1(禁止DLL)。

    • 等待 tMOD 确保设置生效。

  3. 进入自刷新模式

    • 发送 自刷新入口命令(SRE):CS_n=0, RAS_n=0, CAS_n=0, CKE=0。

    • 保持 CKE=0 至少       tCKSRE(DDR4 约       5ns)。

  4. 调频或省电

    • 在自刷新期间可调整时钟频率或保持低功耗状态。

2. 恢复DLL(退出自刷新)

  1. 退出自刷新

    • 拉高 CKE,发送       自刷新退出命令(SRX)

    • 等待 tXS(DDR4 约       1μs)或 tXSDLL(需DLL锁定的命令)。

  2. 重配置寄存器

    • 重新配置 MR1(A0=0 使能DLL)及其他模式寄存器(如 CL、CWL)。

  3. 执行刷新命令

    • 至少发送一次 刷新命令(REF) 补偿自刷新期间遗漏的刷新操作。

四、关键注意事项

  1. 时序冲突风险

    • DLL关闭后,读写命令需满足 tXS_FasttXSDLL时序:

      • tXS_Fast:允许非DLL依赖命令(如 ZQCL、部分 MRS)。

      • tXSDLL:需DLL锁定的命令(如读/写操作)需等待更长时间。

  2. 阻抗与信号匹配

    • 关闭DLL前,需禁用片内终结电阻(ODT),避免信号反射。

    • 重新开启DLL后需执行       ZQ校准,补偿电压/温度漂移。

  3. 频率切换限制

    • 仅支持自刷新期间调频:DLL关闭时改变频率需严格在自刷新模式下进行,否则导致时序错乱。

  4. 低功耗模式兼容性

    • 自刷新模式:DLL自动关闭,但需保持 VREFCA、VPP 供电稳定。

    • Power-Down模式:DLL保持开启,仅降低时钟频率。

五、总结:操作流程对比

操作

开启DLL(初始化)

关闭DLL(低功耗)

触发条件

上电初始化

空闲状态 + 需省电/调频

关键寄存器

MR1[A0]=0(使能DLL)

MR1[A0]=1(禁用DLL)

时序要求

等待 tDLLK(512周期) + tMOD(24周期)

等待 tMOD + 自刷新入口 tCKSRE

恢复操作

-

退出自刷新 + 重配 MR1 + 刷新命令(REF)

典型应用

正常读写操作

自刷新调频、低温漂场景

 

六、实际调试建议

  1. 眼图监测:使用示波器验证DLL锁定后的信号质量(CK与DQS相位差需≈90°)。

  2. 寄存器回读:通过MPR(多用途寄存器)读取配置值,验证 MRS 命令是否生效。

  3. 温度补偿:在高温/高负载场景增加重训练频率,避免DLL漂移导致采样偏移。

警告:DLL操作需严格遵循JEDEC规范(如JESD79-4),尤其在高速DDR5中,DFE(决策反馈均衡)的引入进一步增加了时序复杂度。

 



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