SDRAM時(shí)序測試規(guī)范V0

1、SDRAMf序測試規(guī)范編制：許軍鳧審核：批準(zhǔn)：瑞斯康達(dá)科技發(fā)展股份有限公司文件維護(hù)日志修改日期修改人修改內(nèi)容確認(rèn)人2010-9-3許軍鳧首個(gè)版本硬件測試部2010-09-03制定文檔，版本1.0CONTENTS1 待測時(shí)序參數(shù)12 測試儀器23 參考電平44 控制信號(hào)時(shí)序55 地址信號(hào)時(shí)序66 讀寫數(shù)據(jù)抓取76.1 寫數(shù)據(jù)抓取96.2 讀數(shù)據(jù)抓取97 寫數(shù)據(jù)時(shí)序108 讀數(shù)據(jù)時(shí)序11本文中的SDRAM指的是第一代SDRAM，有些內(nèi)存廠商稱其為SDRSDRAM，即SingleDataRateSynchronousDRAM（單倍數(shù)據(jù)流同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），以區(qū)別于DDRSDRAM（DoubleDa

2、taRateSynchronousDRAM,雙倍數(shù)據(jù)流同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）。1待測時(shí)序參數(shù)SDRAM的時(shí)序測試應(yīng)包括下表所列的基本參數(shù):SymbolParameter控制信號(hào)時(shí)序tCMSCommandSetupTime(CS#,RAS#,CAS#,WE#,DQM)tCMHCommandHoldTime(CS#,RAS#,CAS#,WE#,DQM)地址信號(hào)時(shí)序tASAddressSetupTimetAHAddressHoldTime寫數(shù)據(jù)時(shí)序tDSInputDataSetupTimetDHInputDataHoldTime讀數(shù)據(jù)時(shí)序tQSOutputDataSetupTimetQHOutputD

3、ataHoldTime【備注】一般來說，內(nèi)存控制器（如CPU）的datasheet中會(huì)對(duì)SDRAM接口的讀數(shù)據(jù)時(shí)序tQS和tQH有明確要求，如果沒有，可以參考SDRAM芯片手冊中的tAC和tOH,它們的關(guān)系是：tQS=tCLK-tAC,tQH=tOH。這些參數(shù)都是以時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿為參考的，時(shí)序圖如下：WRITE*WITHOUTAUTOPRECHARGECLKQKECOMMAMDDQM&.DQM3A1DBAO.BAIDOtCKSiICKWIINIj；w；vy：vy：vytcum(cmhi*i|_u4IIiIXAiCTIVEXyNOP同CXNOPX")IIIIiItREi

4、tCHiII.I-4二;？'/;/:，睡;m回產(chǎn)l-X日居MKSABLEAUTOPRECHARGEXbahkXLDhALL&ANKSxySINGLEBANK"XbankKXbankX也/1tOHD0N7CAREBurgtLgrgth=4READWITHOUTAUTOPRECHARGEit11-：IETaCLK_(一巴尸嚴(yán)I_1I一(_I_I_I_I_f_I一II-CKE；W：W；wiw：J；W:W：WItUS(EMHII!'!''COMMANDMO-DON3M/詼Xhop'X")fEAD忖6yxnBp:。：=孫"&l

5、t;()(n6pycji/EXl'I”串I'IrI1iilOdSilEH11111M:【2JLAO-AJ9XROWXAIDBAO.BAiIa£iIahii!jL”.3.!USABLEAiJTQPRECHARGE攵,XTXALLBANKS00r*Cr:口tFUiS-tFC-eLZCASLatency口30147CARESINGLEBANKI叉眥JKXUNDEFINED0豆latency=2,BurstLength=42測試儀器下圖是SDRAM操作命令的真值表，可以看出SDRAM的操作比較復(fù)雜，涉及讀、寫、刷新、預(yù)充電等工作狀態(tài)。TRUTHTABLE-COMMANDSAN

6、DDQMOPERATIONFUNCTIONraSCaS磅DQMADDRDQsCOMMANDINHIBIT(NOP)HXXXXXXNOOPERATION(NOP)LHHHXXXACTIVE(Selectbankandactivaterow)明L.LH一，HXBankJRowXREAD(Selectbank/column,si自riREADbu盾HUH曲Bank/ColXWRITE(Selectbank/oolumn.startWRITEburst?JHL用Bank/ColValidBURSTTERMNATELHHLXXActivePRECHARGE(Deactuaterowinbankorban

7、ks)慳LLHLXCodeXAUTOREFRESHorSELFREFRESH'(Enlerselfrefreshmode)LLLHXXXLOADMODEREGISTER*LLLLXOp-CodeXi'FiWrileEnable/OutputEnaWe'LActiveWiitelnhitHt/CulputHigh-Za,一»一HHigh-Z測試SDRAM讀、寫操作時(shí)序時(shí)，如果要從這些操作中完全區(qū)分出讀、寫，需要使用4個(gè)控制信號(hào)的高低電平組合（CS#低、RAS#高、CAS低#和WE#高/低）作為觸發(fā)條件，力口上被測數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，那么對(duì)測試儀器的通道數(shù)要求就達(dá)

8、到了6個(gè)，而傳統(tǒng)示波器的通道數(shù)只有4個(gè)。所以，為了能夠方便、準(zhǔn)確地測試讀、寫數(shù)據(jù)的時(shí)序，測試儀器需要選用帶16路數(shù)字通道的泰克MSO4104示波器。如下圖，MSO4104示波器除了傳統(tǒng)的4路模擬通道外，還有1個(gè)16路數(shù)字通道，而且可以使用任意數(shù)字通道和模擬通道的邏輯組合進(jìn)行并行觸發(fā)。這樣，測試SDRAM讀寫時(shí)序時(shí)，可以把4路控制彳言號(hào)（CS#、RAS#、CAS#和WE#）引入MSO4104的數(shù)字通道，把2路被測數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)引入模擬通道，設(shè)置CS#低、RAS#高、CAS#低和WE#高作為觸發(fā)條件，抓取讀數(shù)據(jù)波形；或者設(shè)置CS#低、RAS#高、CAS#低和WE#低作為觸發(fā)條件，抓取寫數(shù)據(jù)波形

9、。數(shù)字通道使用1個(gè)P6516邏輯探頭，模擬通道使用2個(gè)TAP1500單端有源探頭。P6516邏輯探頭的外觀如下圖：-P6515邏輯探頭綜上，SDRAM時(shí)序測試中使用的測試儀器見下表:儀器型號(hào)數(shù)量示波器Tek_MSO4104(1GHz)1臺(tái)探頭TAP1500(1.5GHz/有源/單端)2個(gè)P6516邏輯探頭（16通道）1個(gè)3參考電平在進(jìn)行以上參數(shù)的測量前，有必要先討論一下參考電平的選取。大多數(shù)內(nèi)存廠商給出的時(shí)序要求都會(huì)有以下兩個(gè)前提條件：1 .信號(hào)的上升、下降時(shí)間等于1ns;2 .測量參考電平為1.5V。冽<1.0ns2.0V“IHmiri1,5VMidpOnt0.8V%皿CLKtSetu

10、ptHold當(dāng)?shù)?個(gè)條件不滿足時(shí)，各廠商給出的時(shí)序補(bǔ)償方法不盡相同，有的直接根據(jù)實(shí)際的上升/下降時(shí)間計(jì)算出一個(gè)時(shí)序補(bǔ)償值，有的通過改變測量參考電平來間接地對(duì)時(shí)序進(jìn)行補(bǔ)償，有的則根本沒有提及補(bǔ)償?shù)姆椒ā榱颂岣邷y試效率、方便測量，我們在測試中，不論信號(hào)的上升、下降時(shí)間大于或小于1.0ns,建立、保持時(shí)間的測量電平都以VIH(min)(2.0V)和VIL(max)(0.8V)為參考，如下圖：2.0V0.8V2.0V0.8V當(dāng)被測信號(hào)為邏輯1時(shí)，Tsetup=信號(hào)上升沿2V以后與時(shí)鐘上升沿0.8V之間的t;Thold=時(shí)鐘上升沿2V以后與信號(hào)下降沿2V之間的t;當(dāng)被測信號(hào)為邏輯0時(shí)，Tsetup=信

11、號(hào)下降沿0.8V以后與時(shí)鐘上升沿0.8V之間的t;Thold二時(shí)鐘上升沿2V以后與信號(hào)上升沿0.8V之間的at。4控制信號(hào)時(shí)序包括tCMS和tCMH。測試點(diǎn)：控制信號(hào)包括CS#、RAS#、CAS#、WE#和DQM,對(duì)SDRAM來說，這些者B是輸入信號(hào)，在SDRAM芯片側(cè)測試。測試點(diǎn)的選取盡量靠近SDRAM芯片輸入管腳，測試時(shí)，根據(jù)測試需求可選取個(gè)別信號(hào)測試。觸發(fā)方式：用MSO4104示波器的兩個(gè)模擬通道，分別連接待測控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，用控制信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)，抓取CS#、RAS#、CAS#、WE#信號(hào)的低電平或DQM信號(hào)的高電平。實(shí)測波形：以低電平信號(hào)為例。tCMS:tCMH:5地址信

12、號(hào)時(shí)序包括tAS和tAH。測試點(diǎn)：地址信號(hào)包括A0A12、BA0和BA1,對(duì)SDRAM來說，這些都是輸入信號(hào)，在SDRAM芯片側(cè)測試。測試點(diǎn)的選取盡量靠近SDRAM芯片輸入管腳，測試時(shí)，根據(jù)測試需求可選取個(gè)別信號(hào)測試。觸發(fā)方式：用MSO4104示波器的兩個(gè)模擬通道，分別連接待測地址信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí),將CS#信號(hào)引入數(shù)字通道，設(shè)置CS#的低電平和被測地址信號(hào)的高電平（或低電平）為組合觸發(fā)條件，抓取信號(hào)波形。實(shí)測波形：以高電平信號(hào)為例。tAS:1*1hSi50000n小市Vu二Sj.0MtAH:6讀寫數(shù)據(jù)抓取SDRAM時(shí)序測試的復(fù)雜性主要在于讀寫數(shù)據(jù)的時(shí)序，而讀寫數(shù)據(jù)時(shí)序測試的關(guān)鍵就是讀寫數(shù)據(jù)

13、的抓取。前文第2節(jié)中已經(jīng)初步分析了讀寫數(shù)據(jù)的觸發(fā)方式，即使用4個(gè)控制信號(hào)CS#、RAS#、CAS#和WE#的高低電平組合作為觸發(fā)條件，這樣就需要在被測單板上將這4個(gè)控制信號(hào)管腳用飛線引出。但是，從實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)來看，同時(shí)從芯片引出這4個(gè)信號(hào)比較困難。如下圖,SDRAM芯片多采用TSOP封裝，管腳間距較小，且CS#、RAS#、CAS#和WE#這4個(gè)信號(hào)連續(xù)分布在1916管腳，給焊接飛線造成很大的難度。x4x8x16x16x8x4V5S&mDQ1SDQ7cVSSQ,QI4NCcDQ13DQtDQ3VddQ-DQ12NCcDQ11DQ5cVssQ-DOWccDC9DQ4DQ2/2'DG

14、VDQ6ccVss-NC-DQh/HDQ-DQr/CLK-CKE.NC.All-A9ssA81"-A7V.A6.,A5-A4.VSS««R339.VddCC1J54cDG3DOO2S3-352ccDG1451DOODQ1DQ2550-1VssQ649cNCDQ374BcDG2DQd8d7h-,心口g26ccDDE1045DQ1DG3DQfa119VSSQ1243ccDQ71342-"VOD1441NCc二口40kW9«rCAS-17、36.RAS*Ir3736heaTTT35.BA1：2134-A10EC22339.AOCC23329AlEC2

15、431-A2：2533hA3EC2629-rr27L廠A并RRJJTJ如果能夠除去觸發(fā)條件中RAS#或CAS#的其中一個(gè)，焊接飛線將變得相對(duì)容易。下面我們就以除去CAS#為例，即僅使用CS#、RAS#和WE#這3個(gè)控制信號(hào)作為觸發(fā)條件，抓取讀寫信號(hào)的方法。從真值表來看，如果僅以CS#、RAS#和WE#為判斷條件，READ與NOP命令將無法區(qū)分，WRITE與BURSTTERMINATE命令也無法區(qū)分，如下:TRUTHTABLE-COMMANDSANDDQMOPERATION;FUNCTION網(wǎng)RS5cssWEDQMADDRDQsCOMMANDlNHIBIThlOP)HXXXXXX一PERATIO

16、N制網(wǎng)LHHHXXXACTIVE(Selectbankandactivateraw)LLHHXBsnk/RowXREADJSelectbank/oolumn,startREADburst)-1'LHL且L/H，Bank/CdlXWRITE(S&lectbank/oolumn,startWRITEburst),LHLLL/H，Bank/ColValidBURHTTERMI忖ATELHHLXXActiveS11PRECHARGE(Deaclivaterowinbankorbanks)LLHLXCodeXAUTOREFRESHorSELFREFRESH®"(Enl

17、erselfrefreshmode)LLLHXXXLOADMODEREGISTERLLLLXOp-CodeXWriteEnable/OutputEnablea1LActiveWriteInhbiVOutputHigh-ZEHHigh-Z為了把這兩組命令(READ與NOP,WRITE與BURSTTERMINATE)區(qū)分開，需要再增加一個(gè)判斷條件DQ。根據(jù)READ或WRITE命令有效時(shí)，DQ數(shù)據(jù)線上是否有有效的數(shù)據(jù)，以及有效數(shù)據(jù)與READ/WRITE命令的時(shí)序關(guān)系，可以從抓到的波形中篩選出有效的讀或?qū)憯?shù)據(jù)。卜面分別說明讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)的抓取方法:6.1 寫數(shù)據(jù)抓取寫操作時(shí)，以突發(fā)長度BL(Burst

18、Length)=4為例，見下面的寫操作時(shí)序圖，WRITE命令有效時(shí)，被測DQ數(shù)據(jù)線上會(huì)同步出現(xiàn)此次寫操作的第一個(gè)數(shù)據(jù)，并連續(xù)突發(fā)寫入BL=4個(gè)數(shù)據(jù)。WRITE-WITHOUTAUTOPRECHARGET1T3T415T8CLKCKECOMMANDDaM0-DOM3Jw：vyiwiv_/：wJw：vyivy|II4I|i|i|tCMEIriUHII!I*溫*XMOPHOPXXMOP)O<Mp殍灣而做救XMOP迷XII1"I.I1Iaiii4>i、rr/入itAHA1tMItArl出BA1YROWXXbamk)GZ此區(qū)間內(nèi)為有效的與數(shù)據(jù)信號(hào)DONTCAREALLBANKSyy

19、SINGLEBANK.u_bank%SABLEAUTOPREClHARGE'X最nkXBurstLength=4所以，寫數(shù)據(jù)的抓取方法如下:將CS#、RAS#、WE#信號(hào)引入MSO4104示波器的數(shù)字通道，CLK和被測DQ信號(hào)引入示波器的模擬通道。設(shè)置CS#低、RAS#高和WE#低為觸發(fā)條件，用示波器的單次觸發(fā)(Single)模式抓取信號(hào)。從觸發(fā)時(shí)刻開始，到之后的BL個(gè)時(shí)鐘周期結(jié)束，DQ數(shù)據(jù)線上的波形即為有效的寫數(shù)據(jù)信號(hào)，從中選取一個(gè)方便測量建立和保持時(shí)間的波形即可?！菊f明】連續(xù)“0”或連續(xù)“1”的信號(hào)波形，是無法測量建立和保持時(shí)間的。6.2 讀數(shù)據(jù)抓取讀操作時(shí)，以突發(fā)長度BL(Bur

20、stLength)=4,讀潛伏期CL(CASLatency)=2為例,見下面的讀操作時(shí)序圖，READ命令有效時(shí)，DQ數(shù)據(jù)線上并未立即出現(xiàn)讀數(shù)據(jù)，而是在延遲CL=2個(gè)時(shí)鐘周期后出現(xiàn)第一個(gè)數(shù)據(jù)，之后連續(xù)讀出BL=4個(gè)數(shù)據(jù)。EckbEckh十g#4所L.ni'ill4lK1»J：o：11ECUS忙MH1IW：W!W!W，11di11：w：w1.11.1,_忖口PX冷匕TIMeX1*配附eXX忖?p'夬心吧重K.NOPXX兇加XXN&P乂繪曲用嘮(XFI1CLKCKECOWMAM口QM0-DQM3A0-A9AlOBAO,BAIDQREADWITHOUTAUTOPRECHARGEtwsilCUH1CASlatency=2,BurstLength=4Crr、r所以，讀數(shù)據(jù)