DDR3是2007年推出的,預(yù)計2022年DDR3的市場份額將降至8%或以下。但原理都是一樣的,DDR3的讀寫分離作為DDR最基本也是最常用的部分,本文主要闡述DDR3讀寫分離的方法。
最開始的DDR,芯片采用的是TSOP封裝,管腳露在芯片兩側(cè)的,測試起來相當(dāng)方便;但是,DDRII和III就不一樣了,它采用的是BGA封裝,所有焊點是藏在芯片的底部的,測試起來非常不便,一般需要提前預(yù)留測試點。
在DDR讀寫burst分析之前,首先得把read burst和write burst分離出來,讀寫雙向的數(shù)據(jù)全部都擱在DQS和DQ上。那么,DDR的手冊中,留下了哪些線索供我們進行讀寫的分離呢?
要實現(xiàn)DDR的快速的便捷的分離,在讀寫分離之前,我們必須得知道DDR讀寫信號之間的特征差異。首先,看看SPEC里面的定義:
方法一:preamble的差異
在每次的burst之前,DQS會從高阻態(tài)切換到一段負(fù)脈沖,然后才開始正常的讀寫。這段負(fù)脈沖,我們叫做preamble(preamble實際上是在讀寫前,DQS提前通知DRAM芯片或者是controller的信號)。一般說來,讀數(shù)據(jù)DQS的preamble寬度要大于寫數(shù)據(jù)。對于DDR3,情況就更簡單了。因為在DDR3中,讀數(shù)據(jù)的preamble是負(fù)脈沖,寫數(shù)據(jù)的preamble是正脈沖。
方法二:幅度上的差異
一般在DRAM端進行測試,寫數(shù)據(jù)從memory controller出來,經(jīng)過了主板PCB板,內(nèi)存插槽和內(nèi)存條PCB板,到達DRAM顆粒的時候,信號已經(jīng)被衰減了,而讀數(shù)據(jù)剛剛從DRAM出來,還沒有經(jīng)過任何的衰減,因此讀數(shù)據(jù)的幅度要大于寫數(shù)據(jù)。
方法三:對齊方式
寫數(shù)據(jù)是DQS和DQ centre-align(中間對齊), 讀數(shù)據(jù)DQS和DQ是edge align(邊沿對齊),memory controller在接收到內(nèi)存的讀數(shù)據(jù)時,在controller內(nèi)部把DQS和DQ的相位錯開90度,實現(xiàn)中間對齊來采樣(這個過程示波器就看不到咯);
方法四:斜率的差異:
讀數(shù)據(jù)的斜率大于寫數(shù)據(jù)。一般在DRAM端進行測試,寫數(shù)據(jù)從memory controller出來,經(jīng)過了主板PCB板,內(nèi)存插槽和內(nèi)存條PCB板,到達DRAM顆粒的時候,信號已經(jīng)被衰減了,所以,斜率也小一些;而讀數(shù)據(jù)剛剛從DRAM出來,還沒有經(jīng)過任何的衰減,因此讀數(shù)據(jù)的斜率要大于寫數(shù)據(jù)。也可以從下圖得到區(qū)分。
Read
Write
總結(jié):
在計算機內(nèi)存系統(tǒng)中,DDR3(Double Data Rate 3)是一種內(nèi)存類型,具有讀寫分離(Read-Write Separation)的特性。這種特性可以在一定程度上提高內(nèi)存的性能和效率。
DDR3的讀寫分離是DDR內(nèi)存的一項基本功能,它是通過DQ和DQS信號來區(qū)分讀操作和寫操作的。
讀寫分離原理:
讀寫分離是指DDR3內(nèi)存模塊在執(zhí)行讀取和寫入操作時使用不同的內(nèi)部電路和通道。這使得內(nèi)存可以同時進行讀取和寫入操作,而不需要等待一個操作完成后再執(zhí)行另一個操作。這樣可以顯著提高內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速度和效率,從而加快整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
在DDR3內(nèi)存中,DQ信號用于傳輸數(shù)據(jù),而DQS信號用于傳輸數(shù)據(jù)讀取和寫入的時鐘信號。在讀操作時,DQS信號會與DQ信號的邊沿對齊,而在寫操作時,DQS信號會在DQ信號的中央對齊。這種不同的對齊方式使得DDR3內(nèi)存可以區(qū)分讀操作和寫操作。
內(nèi)部通道分離:
DDR3內(nèi)存模塊內(nèi)部通常分為讀取通道和寫入通道。這兩個通道可以并行工作,分別處理讀取和寫入操作。通過這種分離,讀取和寫入操作可以同時進行,減少了等待時間。
命令隊列:
DDR3內(nèi)存模塊通常具有命令隊列(Command Queue)的功能。命令隊列可以在內(nèi)存控制器和內(nèi)存模塊之間緩存一系列的讀取和寫入命令。這有助于提高內(nèi)存的效率,因為內(nèi)存控制器可以將命令連續(xù)發(fā)送到內(nèi)存模塊,而無需等待每個命令的完成。
并行性提高性能:
讀寫分離以及命令隊列的特性使DDR3內(nèi)存模塊能夠在一定程度上實現(xiàn)并行性,從而提高了內(nèi)存的性能。它可以在處理大量數(shù)據(jù)時更加高效,同時也有助于降低內(nèi)存延遲。
利用DDR3內(nèi)存中讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)之間信號特征的差異:在每次的burst開始時,DQS會從高阻態(tài)切換到一段負(fù)脈沖,然后才開始正常的讀寫。這段負(fù)脈沖叫做preamble(preamble實際上是在讀寫前,DQS提前通知DRAM芯片或者是controller的信號)。一般說來,讀數(shù)據(jù)DQS的preamble寬度要大于寫數(shù)據(jù)。對于DDR3,情況就更簡單了。因為在DDR3中,讀數(shù)據(jù)的preamble是負(fù)脈沖,寫數(shù)據(jù)的preamble是正脈沖。
幅度上的差異:一般在DRAM端進行測試,寫數(shù)據(jù)從memory controller出來,經(jīng)過了主板PCB板,內(nèi)存插槽和內(nèi)存條PCB板,到達DRAM顆粒的時候,信號已經(jīng)被衰減了,而讀數(shù)據(jù)剛剛從DRAM出來,還沒有經(jīng)過任何的衰減,因此讀數(shù)據(jù)的幅度要大于寫數(shù)據(jù)。
請注意,對于DDR3內(nèi)存的讀寫分離具體實現(xiàn)可能會因不同的硬件設(shè)備和系統(tǒng)環(huán)境而有所不同。如果您需要更詳細(xì)或最新的信息,建議咨詢相關(guān)的硬件工程師或參考最新的技術(shù)文檔。
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