帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
探討Rambus高速數位設計的應用與解決方案
 

【作者: T.T.】   2000年02月01日 星期二

瀏覽人次:【2440】
  

最近出現的Rambus技術,明顯提升了以電腦為基礎的設計裡處理器存取記憶體的能力。此科技是以非常快速的晶片對晶片介面為基礎,已經為新的DRAM架構稱之「RDRAM」。這項科技也可以配合傳統的處理器與控制器使用,效能要比傳統DRAM快10倍。雖然記憶體匯流排系統消除了記憶體存取瓶頸,但是其工作已達數位效能能力的邊緣。匯流排記憶體通道雙緣皆為400-MHz差動時脈傳輸資料,因此資料率高達800-MB/s。而且其資料、時脈以及控制線路的邏輯電位都是800-mV,必須在阻抗穩定控制的環境下工作並符合嚴格的時序要求。


嚴格的設計要求

Rambus架構具有許多優點,卻也同時對系統開發人員帶來三項主要的系統設計與驗證挑戰。第一:Rambus通道的高速訊號引起的嚴格要求。13個高速高品質訊號必須以阻抗穩定控制的傳輸線路傳送,這些線路的長度要非常接近才能減少時序偏移。使用特殊800-mV邏輯電位傳輸資訊並與標準CMOS電路交互作用時,這些訊號形成匯流排通道的有效部分。我們很難利用示波器或邏輯分析儀檢查這種高效率結構的 Rambus即時系統交互作用。設計師必須詳細檢查13條線路上載送的混雜高速資訊,驗證系統效能及解析系統作業,才能清楚地了解記憶體通道中的動作情形。


Rambus通道中使用的邏輯訊號小幅邏輯擺動,與快速異動的特性為系統設計師帶來一些困難。系統中全部的裝置經由差動輸入電路,接收到這些低電壓振盪訊號。建議時脈與資料訊號的上升時間特性不要慢於250 ps。而且由於沒有輸送「允許輸出」訊號,同時每條線路都是有線的OR結構,因此匯流排中的任何成分都能將任一線路變成「1」的狀態。


時序要求的第二項挑戰來自Rambus通道上資料傳輸的同步性質及其高速作業。由於時脈與資料偏移要小心匹配,才能確保正常的作業,所以輸入與輸出主單元的400-MHz時脈和資料必須在幾乎完全相同的路徑上傳送。傳送資料的上升緣與下降緣時脈都是400-MHz,產生每秒800-MB的資料傳輸率。資料每次都在上升或下降緣決定的1.25-ns間隔中傳輸。如此高速移動的資訊實在不允許發生些微的錯誤。


第三項挑戰則是來自於Rambus通道的邏輯層。此邏輯層包含有主單元(例如CPU)與從屬單元之間的資料傳輸,資料在整個記憶體匯流排系統內以區塊傳輸,要求、確認以及資料等三種封包組成的異動則負責運送這些區塊。


需要高速驗證

工程師如果要驗證設計中Rambus架構的整體系統時序,可以利用TDS 694C驗證極高速的訊號特性訊號擊發。每一通道完全3-GHz的頻寬和每通道120,000點絕對能夠捕捉及顯示一切的詳細資訊。TLA 700系列邏輯分析儀觀察記憶體匯流排控制訊號與資料流程之間,複雜又詳細交互作用的能力也是難能可貴。這些邏輯分析儀不只提供同時觀察全部記憶體匯流排輸出的數百個通道,也具備建立Rambus作業精確圖片的充份頻寬與解析度。


檢視這些高速訊號時,探棒載入與偏移管理是兩個主要問題,所以一定要使用高阻抗低電容的探棒。例如Tektronix最新推出的主動式探棒的棒尖支援高達3 GHz的頻寬,輔助TDS 694C的功能。這款探棒的負載非常低,20 kΩ的負載只有1 pF,設計師可以確信示波器螢幕上顯示的就是準確的記憶體匯流排訊號活動。此外,新型1.5-GHz主動差動式探棒P6248是專為運用高速差動時脈的數位電路而設計(1.5-GHz頻寬和1x與10x設定)。TLA 700的高密度阻抗穩定控制探棒解決方案,是準確擷取及顯示高速訊號的方案之一。


系統模擬是Rambus系統設計特性解析與測試的最重要工作之一。設計師必須建立標準主單元訊號,模擬系統作業以驗證裝置在最差時序條件下的作業,因此需要能夠產生極準確時序的彈性輸出的訊號產生器。有了這種產生器的幫助,設計師即可精確地設計Rambus中的NRZ訊號的偏移,確定RDRAM元件在一切有效輸入時序下都能正常動作。


Tektronix DG2040具有獨特的1.1-GHz資料產生能力與+-100-ps解析度,只有它能產生模擬最差時序條件與最差時脈/資料時序條件下,RDRAM匯流排裝置所需的輸出。DG2040的輸出級動作與RDRAM裝置很相像。輸出通道經過設定後,可以利用50Ω的來源阻抗和模擬RDRAM裝置同步性質使用的NRZ訊號類型得到Vhigh。DG2040可以配合TDS 694C的抖動分析軟體使用,組成全功能的抖動產生器/分析系統。產生器兩個輸出背後的256 KB記憶體能夠產生很長的複雜資料型式。產生器的邊緣控制讓設計師能夠以每次5-ps的調程延遲或提前+-100 ps,或者連續抖動資料串中選取邊緣的相對時序。這種邊緣控制功能也允許外部調變訊號連續抖動選取的邊緣達+1100 ps-這是評估Rambus系統中抖動效應的重要功能。


生產策略

尖端數位設計中採用Rambus架構,做為下一代處理器提供所需的記憶體高速存取能力。設計師有了Tektronix整合測試與量測工具組,就能輕鬆驗證這種極先進的匯流排科技是否正常運作。使用尖端TDS 694C示波器配合TLA 700系列邏輯分析儀與DG2040產生器,可以迅速有效地處理使用記憶體匯流排科技相關的一切系統設計與特性解析挑戰。


相關文章
迅速確認問題根本 示波器充分發揮數位血統
測試難題一網打盡 邏輯分析儀不可或缺
高頻時代來臨 網路分析儀的首要挑戰
示波器探測執行效能最佳化的8大秘訣
高頻年代 網路分析儀的時代新任務
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新品
Lattice MachXO Control Development Kit
原廠/品牌:Lattice
供應商:Lattice
產品類別:FPGA
Lattice ECP3 PCI Express
原廠/品牌:Lattice
供應商:Lattice
產品類別:FPGA
Lattice ECP3 Video Protocol Board
原廠/品牌:Lattice
供應商:Lattice
產品類別:FPGA
  相關新聞
» 電動化與自動化將加速各車廠電動車款發展腳步
» 2020年視訊監控發展兩大重點 著重數位化與網路化
» 光線用得巧 ST將推出第四代ToF高精確光學感測模組
» 數位通國際:以虛擬技術 消弭雲端服務應用壁壘
» MIC:實現智慧創新 獨立式5G架構將扮演重要角色
  相關產品
» 太克推出兩款吉時利SMU模組 解決低電流高電容測試挑戰
» Tektronix推出全新Double Pulse Test軟體 有效簡化電源效率測試
» Tektronix推出全新Signal Separation軟體 簡化汽車乙太網路測試程序
» Tektronix 推出 13 GHz 和 16 GHz 高效能示波器機型
» Tektronix 推出 3 系列 MDO 和 4 系列 MSO 結合同級產品中尺寸最大的顯示器

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2019 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw