一博科技 | DDR线长匹配与时序（上）

前段时间，高速先生优质文章评选结果公布，大家对DDR相关文章热情很高，主要是这些文章写的接地气，看来接地气的文章还是很受欢迎的。作为一个从工程角度接触DDR的攻城狮，相对于DDR领域的庞大知识体系，我们更关注的是DDR的应用。为了不辜负大家的期待，我将继续给大家分享DDR相关知识的一些心得体会，将那些冰冷的设计规范用自己理解的方式表达出来，供大家参考。

好了，进入正题，这次要谈到的话题是DDR的线长匹配，这个大家再熟悉不过了。回顾一下，总体原则是：地址，控制/命令信号与时钟做等长。DQ/DM信号与DQS做等长。为啥要做等长？大家会说是要让同组信号同时到达接收端，好让接收芯片能够同时处理这些信号。那么，时钟信号和地址同时到达接收端，波形的对应关系是什么样的呢？我们通过仿真来看一下具体波形。

建立如下通道，分别模拟DDR3的地址信号与时钟信号。

图1 地址/时钟仿真示意图

为方便计算，我们假设DDR的时钟频率为500MHz，这样对应的地址信号的速率就应该是500Mbps，这里大家应该明白，虽然DDR是双倍速率，那是指数据信号，对于地址/控制信号来说，依然是单倍速率的，我们在仿真时，地址/命令信号与数据信号的速率也是应该分开设置的，大家在设置信号速率时应该注意。下面来看看波形，在地址与时钟完全等长的情况下，地址与数据端的接收波形如下图2：红色代表地址信号，蓝色代表时钟信号。

图2 时钟信号与地址信号波形

上面的波形我们似乎看不出时钟与地址之间的时序关系是什么样的，我们把它放在眼图中，时序关系就很明确了。这里粗略的计算下建立时间与保持时间。如下图

图3 时钟信号与地址信号波形

由上图3.我们可以知道，该地址信号的建立时间大约为983ps，保持时间为1ns。这是在时钟与地址信号完全等长情况下的波形。如果地址与时钟不等长，信号又是什么样的呢？仿真中，我们让地址线比时钟线慢200ps，得到的波形与眼图如下：

图3 时钟信号与地址信号波形

图4 时钟信号与地址信号波形

由上图可知，在地址信号比时钟信号长的情况下，保持时间为780ps，建立时间为1.2ns。可见，相对于地址线与时钟线等长来说，地址线比时钟线长会使地址信号的建立时间更短。同理，如果时钟线比地址线长，则建立时间会变长，而保持时间会变短。

需要说明的是，这里的建立时间与保持时间只是粗略的估算，实际规范中定义的建立时间与保持时间要比这个复杂。我们的总体目标就是要使DDR的建立时间与保持时间保持足够的裕量，只有这样，数据才能够顺利的被读取或者写入。读到这里，我想小伙伴们已经对线长匹配与时序之间的关系有了更具体的认识。那么，双沿采样的DQS与DQ之间的关系又具体是什么样的呢？我们将在下篇文章中具体介绍，敬请期待。