Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DDR3L Compliance Test: Pre/Postamble (tWPRE u. tWPST) wie relevant ?


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von DDR-Tester (Gast)


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Hallo Forumgemeinde,

ich hatte die letzten Tage die Möglichkeit mein Design bzgl. CPU und 
DDR3L durch einen Compliance Test durchlaufen zu lassen. Bei dem 
Speicher handelt es sich um DDR3L - 800 (Low Voltage, 400MHz).

Beim ersten Anhieb hat mein Design erstaunlich viele Messungen mit 
"passed" absolviert im Bereich der elektrischen und zeitlichen Tests.

Bei den Messungen wurden 3 Probes wie folgt angeschlossen: 1x Probe für 
DQS0 (diff. pair), 1x Probe DQ0(Data0, single end) und Clock (diff. 
pair).

Alles bestanden bis auf zwei Messungen. Die werden als Überprüfung der 
Pre- und Postamble bezeichnet. Hierbei werden Zeiten zum Vergleich 
zwischen Clock-Flanke und Daten-Flanke gemessen (tWPRE u. tWPST). Im 
Datenblatt des jeweiligen Speichers sind diese Zeiten auch hinterlegt 
und haben ein Minimum von 0,5ns.

Kann mir jemand genaueres über diese Zeiten erlären und wie relevant 
diese zum Bestehen eines Compliance Tests sind? Ich kann mir auch 
vorstellen, dass ich auch einige Tests nicht genau betrachten muss, denn 
ich habe den Speicher eh sehr langsam mit 400MHz im Betrieb.

Danke und Gruß
DDR-Tester

von DDR-Tester (Gast)


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Hmm scheint ja was seltenes zu sein.... dieser Compliance Test.

von ich (Gast)


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Redest du wirklich über die "Clock" Flanke, oder DQS? DQ0 ist ja 
synchron zu DQS

von Achim S. (Gast)


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DDR-Tester schrieb:
> Hmm scheint ja was seltenes zu sein.... dieser Compliance Test.

Na ja, all zu viele Leute müssen sowas tatsächlich nicht nachmessen, 
weil man sich beim Bau von DDR3 Systemen oft auf fertige Lösungen 
verlässt.

Dazu kommt, dass du von einem konkreten Datenblatt sprichst, aber es 
nicht verlinkst. Jeder, der nachschauen will, wird etwas andere Werte 
finden als du (weil er bei anderen Datenblättern landet).

Und zu guter letzt kommt noch dazu, dass du die Datenblattangabe 
wahrscheinlich falsch verstanden hast und damit eine fehlerhafte 
Interpretation vorgibst. Die muss man erst mal widerlegen, ehe man zu 
der eigentlichen Frage kommt. Und das macht die Antwort irgendwie 
undankbar.

Konkret meine ich damit
DDR-Tester schrieb:
> Hierbei werden Zeiten zum Vergleich
> zwischen Clock-Flanke und Daten-Flanke gemessen (tWPRE u. tWPST). Im
> Datenblatt des jeweiligen Speichers sind diese Zeiten auch hinterlegt
> und haben ein Minimum von 0,5ns.

Das sehe ich anders. tWPRE und tWPST werden nicht zwischen Clock und 
Daten gemessen sondern alleine an DQS. Und eine Angabe von 0,5ns wirst 
du dabei auch selten finden.

Betrachten wir mal dieses Datenblatt von Mircon:
https://www.micron.com/~/media/documents/products/data-sheet/dram/ddr3/1gb_1_35v_ddr3l.pdf

Auf S. 78 ist für tWPRE 0,9 CK und für tWPST 0,3 CK angegeben. Das 
bedeutet nicht 0,9ns (bzw. 0,3ns) relativ zur Clock. Sondern es 
bedeutet, dass die Preamble mindestens 0,9 Taktzyklen lang sein muss und 
die Postamble mindestens 0,3 Taktzyklen. Das sind die minimalen Werte, 
die typischen Werte wären 1 Clk bzw. 0,5 Clk.

Jetzt zur eigentlichen Frage - wie kritisch sind diese Parameter.

Wenn du ein spec-konformes System bauen willst, dann must du die Werte 
natürlich einhalten. Wenn du ein wenig toleranter bis (hauptsache das 
System läuft irgendwie) dann kämen die meisten ICs wohl auch noch mit 
etwas
kürzeren Zeiten aus. Aber irgendwann ist natürlich Schluss. Ich habe 
schon (fehlerhafte) Systeme gesehen, bei denen es zu Datenfehlern kam, 
weil die Preamble nur 0,5 CLK lang war.

von Mad (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Na ja, all zu viele Leute müssen sowas tatsächlich nicht nachmessen,
> weil man sich beim Bau von DDR3 Systemen oft auf fertige Lösungen
> verlässt.

Die meisten machen es einfach nicht, weil es vergessen/vernachlässigt 
oder als nicht notwendig oder zu teuer angesehen wird.

Man kann sich im Embedded Design zu gut wie nicht auf fertige Lösungen 
verlassen. Meist ist das Referenzdesign für eine 10mal größere Platine 
designed und der Stack absolut vereinfacht und praxisuntauglich.

Ich bezweifel, dass nach einer entsprechenden 
Bewertung/Risikobetrachtung viel mehr Entwickler mit dem Thema der 
Compliance-Messung vertraut sein müssten. Nach meiner Erfahrung ist es 
aber kaum einer.

Dazu muss man sagen, dass eine Aussage zur "Compliance" eigentlich nur 
mit einem automatisiertem Testsuite möglich ist.

Achim S. schrieb:
> Ich habe
> schon (fehlerhafte) Systeme gesehen, bei denen es zu Datenfehlern kam,
> weil die Preamble nur 0,5 CLK lang war.

Aus Interesse: Wie hast du dargestellt, dass die Fehler genau aus diesem 
Grund fehlerhaft übertragen wurden und nicht wegen eines anderen 
Timing-Mismatches, dass du im entsprechenen Testaufbau genau in diesem 
Moment garnicht tracken konntest?

von DDR3 geplagter (Gast)


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Mad schrieb:
> Die meisten machen es einfach nicht, weil es vergessen/vernachlässigt
> oder als nicht notwendig oder zu teuer angesehen wird.

Oder weil das Equipment schlicht nicht vorhanden ist. Unser schnellstes 
Scope hat 5GHz, der schnellste Tastkopf 1GHz. Von diesem Tastkopf ist 
ein Einzelstück vorhanden. Der Reset sind passive Tastköpfe mit 400MHz 
Bandbreite.

Wie soll man da irgenwelche Zeiten nachmessen?

von Mad (Gast)


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DDR3 geplagter schrieb:
> Oder weil das Equipment schlicht nicht vorhanden ist. Unser schnellstes
> Scope hat 5GHz, der schnellste Tastkopf 1GHz. Von diesem Tastkopf ist
> ein Einzelstück vorhanden. Der Reset sind passive Tastköpfe mit 400MHz
> Bandbreite.
>
> Wie soll man da irgenwelche Zeiten nachmessen?

Argumente sammeln. (Qualität, Kundennutzen blabla). Vorher Angebot 
einholen. Evtl. Investition rechnerisch darstellen. Dem Chef vortragen. 
Sich dafür stark machen, das so etwas wichtig ist.

Wenn der Entwickler nicht die Gründe für Messgeräte liefert wird es 
niemand anderes tun.

Aber stimmt schon... bei machen Firmen geht sowas leichter bei manchen 
garnicht...

von DDR3 geplagter (Gast)


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Mad schrieb:
> Argumente sammeln. (Qualität, Kundennutzen blabla). Vorher Angebot
> einholen. Evtl. Investition rechnerisch darstellen. Dem Chef vortragen.
> Sich dafür stark machen, das so etwas wichtig ist.

Rein Interessehalber:
Was wäre überhaupt für ein Scope nötig?

Ich vermute mal, man bräuchte min. 5GHz Bandbreite. Und entsprechende 
Tastköpfe, und Differenztastköpfe für LVDS.

Wenn ich das als Compliance-Messgerät für USB-3 oder so verkaufen kann, 
hätte ich vielleicht eine Chance. Aber nicht bei 30k€.

von MicNic (Gast)


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Da ist sicher ein sowas wie ein DPO70000 von Tek nötig,
wofür schnell deutlich >50k fällig werden.

Besonderes interessant ist dabei natürlich auch noch die Frage
der Kontaktierung der Signale, wenn diese idR in Mulilayern
auf die Innenlagen verteilt werden.

von Mad (Gast)


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DDR3 geplagter schrieb:
> Rein Interessehalber:
> Was wäre überhaupt für ein Scope nötig?
>
> Ich vermute mal, man bräuchte min. 5GHz Bandbreite. Und entsprechende
> Tastköpfe, und Differenztastköpfe für LVDS.
>
> Wenn ich das als Compliance-Messgerät für USB-3 oder so verkaufen kann,
> hätte ich vielleicht eine Chance. Aber nicht bei 30k€.

Angebot einholen und Anforderungen definieren!

DDR3, DDR4, ..??

Es sind Oszi, verschiedene Tastköpfe und (!) eine Testapplikation auf 
dem Oszi notwendig.

Wenn man es clever anstellt, kann man für USB3 Investitionen mitnutzen. 
Auf jeden Fall kommen für USB3 weitere Dinge hinzu (z.B. das Testboard 
zur Kontaktierung an den DUT bzw. Terminierung.)

Für USB3-Compliance muss die Bandbreite meines Wissens deutlich größer 5 
GHz sein.

Sowas kann man hier schlecht im Forum klären, sondern indem man 
verschiedene Hersteller kontaktiert.

Wenn es wirklich um DDR3 und USB3 geht, werden es mehr als 30T €...

Oder extern je nach Projekt machen lassen? Besser als garnichts zu 
machen.

von Mad (Gast)


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MicNic schrieb:
> Da ist sicher ein sowas wie ein DPO70000 von Tek nötig,
> wofür schnell deutlich >50k fällig werden.

Exakt. Auf dem Gerät hat man (richtige Bandbreite vorrausgesetzt), dann 
einee gute Basis für weitere Compliance-Testsuites die man in Zukunft 
benötigt.

So groß wie ein Röhrenfernseher und so laut wie eine Turbine. Besser 
gleich noch Einzelarbeitsplatz beantragen ;)

> Besonderes interessant ist dabei natürlich auch noch die Frage
> der Kontaktierung der Signale, wenn diese idR in Mulilayern
> auf die Innenlagen verteilt werden.

Genau. Für USB3 ist sehr simpel da die Toolsuites eigentlich 
Plug-and-Play sind. Die USB-Org macht hier gute Arbeite und definiert 
"zugelassene" herstellerspezifische Testumgebungen. Die Adaptierung wird 
dann auf einem Testboard gemacht. Für DDR sieht die sache schon anders 
aus. Hierfür gibt es Interposer, die zwischen RAM und Board gelötet 
werden. Eine Beeinflussung dadurch ist natürlich immer ein wenig 
gegeben. Die Interposer kosten aber auch gut Geld.

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