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內存設計相關知識總結 RD中心SBC組王海 1 內容 內存相關名詞解釋內存種類內存區(qū)別及信號描述內存基本時序內存設計Example 2 1 名詞解釋 RAM 隨機存儲器ROM 只讀存儲器SRAM StaticRAM靜態(tài)隨機存儲器 利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保存信息 DRAM DynamicRAM動態(tài)隨機存儲器 利用電容充放電保存信息 需要不斷的充電 也叫刷新 Refresh SDRAM SynchronousDRAM同步動態(tài)隨機存儲器 64位帶寬 3 3V工作電壓 DDR DoubleDataRateSDRAM雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器 DDR2 DoubleDataRate2SDRAM4倍速率同步動態(tài)隨機存儲器 DDR3 DoubleDataRate3SDRAM8倍速率同步動態(tài)隨機存儲器 SIMM singleinlinememorymodule單列直插內存模組 內存條兩側金手指提供相同信號 一次最高傳輸32bit數據 DIMM dualinlinememorymodule雙列直插內存模塊 金手指兩側各自獨立傳輸信號 3 位寬 內存芯片顆粒的數據線位數 目前常用有x4 x8 x16三種 BANK 顆粒內部的存儲陣列 一個陣列就是一個BANK 目前主要有4BANK和8BANK RANK 處理器和內存能夠進行一次完整的數據讀取所需要的顆粒數目組成一個RANK 如64位處理器 一次完整的數據讀取分別需要16個x4 8個x8 16個x4的顆粒組成一個RANK PAGE 在一個RANK中 相同邏輯地址的BANK 分屬于不同顆粒 同一行地址所包含的列的存儲單元數目稱為一個PAGE 頻率 如DDR2等效工作頻率400 533 667 800對應實際時鐘頻率為100 133 166 200MHz 4 內存的倉庫解釋 5 168PinSDRAM 兩個卡口 240pinDDR2 184PinDDR 工作電壓3 3V 工作電壓2 5V 工作電壓1 8V DIMM內存條 2 內存種類 6 144PinSDRAM 工作電壓2 5V 200pinDDR 200pinDDR2 工作電壓1 8V 工作電壓3 3V SODIMM內存條 7 工作電壓2 5V 172pinDDR Micro DIMM內存條 用于筆記本 工作電壓1 8V 214pinDDR2 8 MINIRegisteredDIMM內存條 用于筆記本 工作電壓1 8V 244pinDDR2 9 內存主要廠商 10 SDRAM 以時鐘頻率來命名 PC100PC133DDR DDR DDR2 DDR3以數據傳輸率命名 單位MB s PC1600 DDR200 64bit 100MHz 2 8 1600MB s PC2100 DDR266 64bit 133MHz 2 8 2128MB s PC2700 DDR333PC3200 DDR400DDR2PC2 4300 DDR2533PC2 5300 DDR2 667PC2 6400 DDR2 800DDR3PC3 6400 DDR3800PC3 8500 DDR3 1066PC3 10600 DDR3 1333PC3 12800 DDR3 1600 內存代碼含義 11 SDR DDR DDR2 DDR3區(qū)別 3 幾種內存的區(qū)別及信號描述 12 SDR信號描述 13 DDR信號描述 14 DDR2信號描述 15 DDR3信號描述 16 4 內存基本時序 初始化預充電BANK激活讀寫預充電 詳細內容見JESD相關規(guī)范 17 DDR2內存基本時序 JESD79 2E DDR2SDRAM內部有4個模式配置寄存器 MR EMR 1 EMR 2 EMR 3 向4個寄存器中寫入相應的值 也就是命令 即配置了DDR2SDRAM的工作參數 命令的寫入是通過地址線和BA片選線實現 向上述表格中信號寫入不同的值即實現了對各個寄存器命令的寫入 18 上電時 CKE ODT Low VDD VDDL VDDQ來自同一PowerSource VTTVDDQmin時 完成上電 啟動時鐘 在VDD VDDL VDDQ VREF VTT穩(wěn)定后至少200us CK CK 穩(wěn)定 執(zhí)行NOP 并將CKE High 400us后 執(zhí)行PrechargeAll EMRStoEMR 2 BA0 BA2 Low BA1 High EMRStoEMR 3 BA2 Low BA0 BA1 High EMRS 使能DLL MRS resetDLL Prechargeall Auto refresh2ormore MRS A8 Low 初始化Device OCDCalibration exitOCDCalibrationmode DDR2SDRAM初始化完成 初始化 19 BANK激活 激活BANK時 CAS WE High CS RAS Low BA0 BA2 選擇所要激活的BANK A0 A15 確定所選擇BANK的行地址 激活BANK之前 不能進行Read Write操作 同一BANK在執(zhí)行相鄰的兩個激活命令之間 必須進行一次預充電 幾個時間的定義tRAS ACTtoPREDelaytRP PREtoACTDelaytRC ACTtoACTDelaytRCD ACTtoRD A orWT A Delay RAS toCAS Delay CL CAS Latency 20 Read Write 具體時序可參考規(guī)范JESD79 2E 內存讀寫可分為行有效和列讀寫兩個部分 行有效時序理解為 CKE有效 時鐘有效 CS 有效 選擇一個Rank BA0 BA1有效 選擇一個邏輯地址Bank RAS 有效 行地址選通 A0 An有效 行地址有效 列讀寫時序理解為 CKE有效 時鐘有效 CS 有效 選擇一個Rank BA0 BA1有效 選擇一個邏輯地址Bank CAS 有效 列地址選通 A0 An有效 列地址有效 21 5 內存設計 DDR2顆粒 256Mb 512Mb 4BANK 1Gb 2Gb 4Gb 8BANK 目前公司內存設計模組主要有 OnBoardMemoryDIMM 168Pin SDRAM 184Pin DDR 240Pin DDR2 SODIMM 144Pin SDRAM 200Pin DDR DDR2 除此之外 還有用于筆記本的內存模組MicroDIMM 172Pin DDR 214Pin DDR2 MiniRegisteredDIMM 244pin DDR2 設計模塊 22 內存設計主要信號 CK CK 240Pin和184PinDIMM有三個CLOCK差分輸入 SODIMM只有兩個CLOCK輸入 根據內存顆粒的不同 每個CLOCK負載也不同 CS RANK片選 每個RANK對應一個獨立的CS 信號 CKE 時鐘使能 每個RANK對應一個獨立的CKE信號 ODT OnDieTermination 每個RANK對應一個獨立的ODT信號 BS BANK片選 每個通道對應一組BS片選 用于選擇該通道上的BANK 23 SPD SPD是SerialPresenceDetect 串行存在檢測 的縮寫 是內存條上的一顆采用SOIC封裝形式8針的EEPROM 容量為256字節(jié) SPD芯片內記錄了該內存的許多重要信息 諸如內存芯片及模組的生產廠商 工作頻率 工作電壓 速度 容量 電壓與行 列地址帶寬等參數 SPD信息一般都是在出廠前 由內存模組制造商根據內存芯片的實際參數寫入到ROM芯片中 計算機通過識別SPD的信息 配置內存運行的參數 我們可以通過硬件檢測軟件比如CPU Z等檢測SPD信息 來了解一個內存條的參數 24 EEPROMDeviceDiagram PinDescription 其中SDA SCL為SMBus總線