DDR3內存已經被廣泛地使用,專業的PCB設計工程師會不可避免地會使用它來設計電路板。本文為您提出了一些關于DDR3信號正確扇出和走線的建議,這些建議同樣也適用于高密度、緊湊型的電路板設計。
DDR3設計規則和信號組
讓我們從以DDR3信號分組建立高速設計規則講起。在DDR3布線時,一般要將它的信號分成命令信號組、控制信號組、地址信號組、數據信號0/1/2/3/4/5/6/7分組、時鐘信號組以及其他。推薦的做法是,在同一組別中的所有信號按照“相同的方式”走線,使用同種拓撲結構以及布線層。
圖1: DATA 6分組中所有信號都是以“相同方式”布線的,使用相同的拓撲結構以及布線層。
舉個例子,我們來看一下圖1的走線過程,所有DATA 6分組的信號都是從第1層切換到第10層的,然后到第11層,之后再切換到12層。分組中的每個信號都有相同的層切換,通常都走相同距離,使用相同的拓撲結構。
如此布線的一個優勢在于,當作信號線長度調整時(也稱延遲或相位調整),通路中的z軸長度可以忽略不計。這是因為所有信號均具相同的布線方式,有著完全相同的過孔定義和長度。
創建DDR3信號組
Altium Designer提供了創建必要信號組的簡便方法,可以在項目的原理圖中完成。首先,把一個Blanket放在將要生成一個信號組的網絡上。然后,在Blanket的邊緣上放置一個PCB directive,把它定義為一個網絡組。請參見圖2示例。?
圖2 :使用Blankets and PCB directives定義用于DDR3信號布線的網絡類組。?
為網絡組指定顏色
當我們使用工程變更ECO(在Design ? Update PCB Document...), 把新定義的網絡組導入到PCB后,為每個信號組設定不同顏色是非常有用的。進入到PCB面板,右擊目標網絡類組,在彈出的菜單中選擇改變網絡顏色,就可以為這個網絡組定義顏色了, 如 圖3所示。
圖3:給每個網絡組指定不同顏色,在布線時就很容易區分它們了。
一旦選定了顏色,再次右擊網絡組并選擇 Display Override ? Selected ON。這樣就可以確保,所選的顏色可以覆蓋對象的顏色,無論當前是什么圖層。
如果還沒有開啟Net Color Override選項,網絡就不會變成你所選顏色。這種情況下,使能View ? Net Color Override Active?選項,或使用 F5鍵,就可以把這個設置全局化,應用到所有的網絡。接下來,我們就可以扇出CPU的DDR3接口部分的信號了。
準備好扇出CPU的DDR3接口信號了嗎?
選擇合適的過孔并為特定信號組確定所用的PCB層,會大大降低DDR3信號布線的難度。信號組的顏色各異,也有助于在設計時區分它們。
圖4 :選擇合適的過孔尺寸可以節省布線空間。
相比于通孔,微孔(μVia)占用更少空間。在同一區域中,我們能夠扇出更多的走線。微孔還可以節省其他層上的布線空間,節省下來的空間可用于更多的走線。
為什么地址、命令和控制信號需要使用微孔?
對于DDR3信號組群來說,地址、命令和控制組擁有最多的信號數量。如果我們選用了通孔,那么在所有層上會占用大量空間。如果選擇微孔,我們只需要占用第3層上的空間。同時,因為微孔的直徑較小,在第3層上我們還能節省出更多的空間來扇出信號。
圖5 :微孔間兩到三根導線可以完成布線,同一空間,通孔間則需要一根導線。
為什么與地址、命令和控制群組信號最近的信號組使用通孔扇出?
地址、命令和控制組中的某些信號,需要用到前面提到的“最近群組”下方的空間。
圖6 :有些地址、命令和控制信號,會走在與它們最近信號焊盤下。
當把地址、命令或控制組信號通過微孔在第3層完成走線后,那么在它們下面的第10層就會有空余空間,這片空間可以用來扇出與它們最近的信號組。
圖7 :微孔扇出走線下面空間可以用來扇出所謂“最近組”的信號。
為什么外圍信號組使用微孔扇出?
上圖可以很明顯地看出,第10層沒有剩余空間來扇出組外信號。所以,這些信號在第3層、使用微孔扇出是最佳選擇。
注意:同層、同過孔、同微孔的“扇出技術”,也可以應用于其他接口(例如,PCI,ISA ...)。通過這種方法,再密集的布線設計也可以輕松實現。
結論
經過縝密的計劃,完成DDR3接口信號的走線和長度調整是非常輕松的,即使在最緊湊和高密度的設計中,也可以實行。iMX6 Rex就是一個很好地展現如何細致的規劃并完成走線的例子。遵循Robert的規劃和步驟,任何DDR3設計,都可以在更短時間內,更大程度地完成設計。
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