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世界正在經(jīng)歷一個前所未有的時代，數(shù)據(jù)呈爆發(fā)增長之勢，隨著新技術(shù)在更廣泛的范圍內(nèi)實現(xiàn)，這一趨勢預計將進一步加快。典型的實例包括：5G形式的下一代無線通信，領(lǐng)域不斷擴展的人工智能和機器學習、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、加密貨幣、虛擬現(xiàn)實，甚至汽車等諸多領(lǐng)域。在整個2021年，預計生成的數(shù)據(jù)達到了44萬億GB (440萬億億字節(jié))，估計地球上每人每秒生成了1.7MB數(shù)據(jù)。這么龐大的數(shù)據(jù)量都需要比以往更快的速度進行存儲、訪問和分析，這就要求系統(tǒng)擁有更高的帶寬，更高的存儲密度，更高的整體性能。?
更快的內(nèi)存給DDR5測試帶來新的挑戰(zhàn)
為應(yīng)對生成的數(shù)據(jù)量越來越高，必需提高內(nèi)存性能，來存儲、傳送和處理所有這些信息。這個流程的主要瓶頸是內(nèi)存能夠訪問和傳送數(shù)據(jù)的速度。內(nèi)存訪問時間較慢，會導致整體系統(tǒng)性能拖后腿，而且數(shù)據(jù)吞吐量本身也受限于內(nèi)存的傳送速率。在歷史上，高性能、快速訪問內(nèi)存的主導形式一直是雙數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機訪問內(nèi)存(DDR SDRAM)。DDR SDRAM是上個世紀90年代作為標準推出的，問世后得到極快速發(fā)展，2014年推出了第四代標準——DDR4。DDR4是一種內(nèi)存接口，初期的數(shù)據(jù)傳送速率為1600 MT/s，隨著標準走向成熟，最后達到了3200 MT/s。這在電腦處理器只有8核時足夠了，但當今28-64核多核處理器的問世(未來可望達到80 – 96核)，則很明確，我們需要的內(nèi)存性能已經(jīng)超出了DDR4的能力范圍。
為了幫助滿足這一需求，業(yè)內(nèi)正從DDR4遷移到下一代DDR內(nèi)存標準——DDR5。DDR5將接替上一代標準，成為占主導地位的快速增長的標準。DDR5將在DDR4基礎(chǔ)上，在初期提供3,200 MT/s的傳送速率，最高可達6,400 MT/s，預計未來將擴展到高達8,400 MT/s。
DDR5帶來了一系列全新的挑戰(zhàn)，在實現(xiàn)和檢驗時必須克服這些挑戰(zhàn)。更高的數(shù)據(jù)速率會擴大要求的測試設(shè)備帶寬，要求新的流程來測量之前的方法測量不了的抖動，要求接收機均衡形式的全新DDR單元，甚至要引入新的采用夾具的標準化測試，這些都是DDR5驗證面臨的重大挑戰(zhàn)。
解決方案：泰克示波器和TEKEXPRESS DDR TX軟件
DDR5改進了性能，意味著要求更高性能的設(shè)備，來分析和測試DDR5賦能的器件。為滿足這一性能需求，泰克開發(fā)了一種深入的解決方案，利用高帶寬示波器和探頭硬件，如DPO71604SX和P7716，同時采用全新的軟件自動化平臺。
圖1. DDR5測試解決方案中使用的泰克工具。
泰克TekExpress DDR發(fā)射機(Tx)軟件是一種專門設(shè)計的自動測試應(yīng)用，可以根據(jù)JEDEC (聯(lián)合電子器件工程委員會)規(guī)范中規(guī)定的參數(shù)驗證和調(diào)試DDR5器件。泰克選項DDR5SYS (TekExpress DDR Tx)包括以下全部測試覆蓋范圍和多種調(diào)試工具：
- DRAM元件
- 數(shù)據(jù)緩沖器/RCD元件
- 系統(tǒng)電路板
- 服務(wù)器和客戶端/桌面
TekExpress DDR Tx支持根據(jù)DDR5 JEDEC規(guī)范測量50多種DDR5電氣和定時參數(shù)。它內(nèi)置多種強大的工具，協(xié)助進行表征和調(diào)試，如多選通功能、DDR5 DFE分析軟件及用戶可以全面控制測試條件的用戶自定義采集模式。
泰克TekExpress DDR Tx解決方案擁有多種獨特的創(chuàng)新功能，減少了測試中花費的工作量，加快了DDR系統(tǒng)和器件測試流程。TekExpress DDR Tx提供了一個簡單的分步操作的簡便易用的界面，加快了測試過程。
測試和內(nèi)存電路中采用的步驟
客戶可以使用以下步驟，檢驗產(chǎn)品是否滿足DDR5規(guī)范：
1. 把一只高阻抗泰克探頭焊接到要測試的DDR子系統(tǒng)上，允許訪問關(guān)心的電信號。
2. 泰克TekExpress DDR Tx軟件分析探測到的信號，與DDR5規(guī)范進行對比?？梢允褂檬静ㄆ魃线\行的其他軟件，執(zhí)行各種測試，如繪制眼圖，測量相關(guān)電氣參數(shù)。
圖2是使用探頭接入器件，執(zhí)行系統(tǒng)級TX測試的一個實例。在這個實例中，片上系統(tǒng)(SOC)與被測器件(DRAM/RCD/ DB)通信，通過DDR總線傳送雙向業(yè)務(wù)。用戶使用焊接在DRAM下面的內(nèi)插器接入接口，使用高阻抗探頭放大器探測接口。TekExpress DDR Tx軟件為測量各種參數(shù)提供了必要的工具，如時鐘抖動、讀/寫定時、甚至眼圖。
圖2. 系統(tǒng)級TX測試。
3. 測試結(jié)束時，會生成一份測試通過/未通過報告，提供與被測器件、物理設(shè)置、被測參數(shù)與JEDEC規(guī)范對比等詳細信息。
4. 如果某項指標未通過測試，或發(fā)生非預期的結(jié)果，可以進一步使用TekExpress DDR軟件解決方案調(diào)試結(jié)果。
使用泰克SDLA64進行DFE接收機均衡和信號反嵌
信號傳送速度不斷提高和外形體積不斷縮小，給下一代多千兆位設(shè)計和測試方法帶來了多個挑戰(zhàn)。外形越小，信號接入越難，得到的探測點會不理想，進而導致采集信號損耗和反射，因為理想的測量位置不存在阻抗斷點。
DDR5的出現(xiàn)，使得DDR測試和調(diào)試以前采用的工具變得不夠了。設(shè)計采用更高的數(shù)據(jù)速率，負載要求更加嚴格，順利訪問信號不能說不可能，但肯定會變得異常困難。解決這些問題的有效方法之一，是采用泰克串行數(shù)據(jù)鏈路分析(SDLA)軟件包。通過SDLA功能，用戶可以通過反嵌流程，消除測試設(shè)置(探頭、內(nèi)插器、電纜)的負載影響。不管是反射、插損、交叉耦合還是其他損傷，SDLA都提供了強大的功能，可以有效分析信號，就像這些效應(yīng)不存在一樣。這可以大大提高獲得的測量的有效性和準確性，甚至會直接決定器件能否通過測試。
泰克DFE分析軟件
DDR中第一次以4階DFE (判定反饋均衡)的形式引入接收機均衡。在訪問和分析DDR5信號時，這帶來了額外的挑戰(zhàn)。例如，即使在反嵌后，生成的眼圖可能仍會閉上(圖3)。為了讓眼圖進一步張開，必需實現(xiàn)DFE均衡。
泰克開發(fā)了各種工具，幫助解決DFE在測試過程中引入的問題?？梢允褂肧DLA，分析來自器件的連續(xù)數(shù)據(jù)流，從而訓練DFE增益和階值。然后可以使用DFE特點，輸入TekExpress DDR Tx自動化軟件，在突發(fā)信號上生成應(yīng)用DFE之后的眼圖。另外還可以使用獨立式DFE應(yīng)用(TekExpress DDR Tx標配)，在自動化框架以外應(yīng)用DFE均衡后，用戶可以手動生成和查看DDR信號。
圖3. 使眼圖中的眼睛張開的實例。
抖動噪底校準
DDR5對CLK、DQS和DQ提出了新的Rj/DJ抖動測量要求。此外，Rj指標大約在0.5ps (非常嚴格)。泰克開發(fā)了一種新的抖動噪底噪聲校準技術(shù)，可以在泰克示波器上直接使用這種技術(shù)。該工具提供了一個選項，可以在噪聲校準過程中包括探頭、探頭尖端和反嵌過濾器文件，考慮額外生成或放大的噪聲。該工具全面集成示波器分析軟件(DPOJET)，從測量結(jié)果中消除示波器的噪聲抖動。
總結(jié)
隨著業(yè)界轉(zhuǎn)向DDR5開發(fā)、測試和生產(chǎn)，要求新的硬件和軟件工具，來解決DDR5測試帶來的最新挑戰(zhàn)。泰克開發(fā)了一系列高帶寬示波器和探頭，從DDR5器件中采集信號，同時為驗證開發(fā)了強大的軟件工具。訪問Tek.com進一步了解我們的解決方案，觀看與DDR5和泰克解決方案有關(guān)的視頻演示或網(wǎng)上研討會。
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