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DDR中Ron、RTT、ODT、RTT_WR、RTT_NOM 和 RTT_PARK 的解释

已有 71 次阅读| 2025-6-18 16:50 |个人分类:SDRAM|系统分类:芯片设计| RTT

在 DDR(双倍数据速率)内存系统中,阻抗匹配对信号完整性至关重要。以下是对 Ron、RTT、ODT、RTT_WR、RTT_NOM 和 RTT_PARK 的详细解释及其作用:

一、核心概念解析

1. ODT (On-Die Termination,片上终端电阻)

  • 定义:集成在 DRAM 芯片内部的终端电阻网络,用于匹配传输线阻抗(通常 40–60 Ω),减少信号反射和噪声。

  • 作用

    • 替代外部电阻,简化       PCB 设计并降低成本。

    • 动态启停,按需优化不同操作阶段(读/写/空闲)的信号完整性。

2. RTT (Termination Resistance,终端电阻值)

  • 定义:ODT 的具体电阻值,通过模式寄存器(MRS)配置,分为静态(RTT_NOM)和动态(RTT_WR、RTT_PARK)类型。

二、关键参数详解

1. Ron (Output Driver Resistance,输出驱动电阻)

  • 定义:DRAM 输出数据时的等效阻抗,影响信号驱动能力。

  • 作用

    • 与传输线阻抗匹配(如       40 Ω),减少信号过冲/欠冲。

    • 通过 ZQ 校准(外部 240 Ω 参考电阻)动态调整,对抗电压/温度漂移。

  • 校准命令

    • ZQCL:初始化时全量校准(耗时 512 周期)。

    • ZQCS:运行时增量校准(耗时 64 周期)。

2. RTT_NOM (Nominal Termination Resistance,标称终端电阻)

  • 定义:静态终端电阻,持续作用于读取阶段或总线空闲时。

  • 作用

    • 优化读取时的信号反射(如 DDR4 常用值:240 Ω、120 Ω、60 Ω)。

    • 通过 MR1 寄存器配置,与 PCB 特性阻抗(通常 50 Ω)匹配。

3. RTT_WR (Write Termination Resistance,写终端电阻)

  • 定义:动态终端电阻,仅在写入阶段启用。

  • 作用

    • 写入时切换为更低阻值(如 DDR4:80 Ω、120       Ω),减少写操作信号反射。

    • 由 MR2 寄存器配置,无需额外 MRS 命令即可动态切换。

  • 动态切换

    • 写命令开始 → 从       RTT_NOM 切换至 RTT_WR。

    • 写命令结束 → 切回       RTT_NOM。

4. RTT_PARK (Parked Termination Resistance,驻留终端电阻)

  • 定义:动态终端电阻,在总线空闲或未选中时启用(仅 DDR4/DDR5 支持)。

  • 作用

    • 空闲时提供高阻态(如       240 Ω),降低功耗。

    • 通过 MR5 寄存器配置,减少非活跃状态下的电流损耗。

三、协同工作与场景对比

参数

类型

启用时机

典型值(DDR4)

配置寄存器

主要作用

Ron

输出阻抗

始终生效

34 Ω、48 Ω

ZQ 校准

匹配输出驱动阻抗

RTT_NOM

静态终端

读取阶段

60 Ω、120 Ω、240 Ω

MR1

读取时抑制反射

RTT_WR

动态终端

写入阶段

80 Ω、120 Ω

MR2

写入时优化信号完整性

RTT_PARK

动态终端

总线空闲

240 Ω

MR5

空闲时降耗

协同场景示例

  1. 读取操作:RTT_NOM 提供持续阻抗匹配。

  2. 写入操作

    • 控制器发送写命令 →       RTT_WR 自动启用(低阻值抗反射)。

    • 写入结束 → 自动切回       RTT_NOM。

  3. 总线空闲:RTT_PARK 生效,减少静态功耗。

四、关键设计注意事项

  1. ZQ 校准必要性

    • Ron 和 ODT 值需定期校准(尤其温度/电压变化后),否则阻抗漂移导致信号失真。

  2. ODT 动态切换时序

    • RTT_WR 切换需满足 ODTH4 时序(ODT 信号保持高电平 ≥4 周期)。

  3. 功耗与信号质量的权衡

    • RTT_PARK 的高阻值降耗,但可能增加唤醒延迟;RTT_WR 的低阻值优化信号,但功耗较高。

  4. 多 DIMM 系统优化

    • 多内存模组场景需精细配置 ODT 值(如主控端启用 ODT,DRAM 端禁用),避免信号过衰减。

总结

  • Ron:DRAM 输出阻抗,通过 ZQ 校准动态匹配传输线。

  • RTT 系列:ODT 的具体电阻值,分静态(RTT_NOM)和动态(RTT_WR/RTT_PARK),分别优化读、写、空闲场景的信号完整性。

  • 设计本质:通过阻抗匹配(输出端 Ron + 接收端 RTT)抑制信号反射,保障高速数据传输(如 DDR5 6400 MT/s)的稳定性。

工程建议

·       初始化时必做 ZQCL,运行时定期触发 ZQCS(温度每升 10°C 一次或周期性)。

·       高频设计(>3200 MHz)需结合 VrefDQ 校准和读写训练(Read/Write Training)。

 



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