节能LPDDR DRAM设备验证

河南省瑞光印务股份有限公司提供 河南省瑞光印务股份有限公司提供 节能节能 LPDDR DRAM 设备验证设备验证 如今 LPDDR DRAM 被广泛运用于便携式电子设备中 其较低的工作电压延长了电池的 使用寿命 最近几年 线路供电电子设备设计人员也在寻找能进一步降低能耗的方法 因 此 除了被应用在电池驱动的便携式设备中 低功耗 DRAM 在其他方面的应用也颇受青睐 这种降低工作电压的方法不仅运用在 LPDDR 中 也成为更多主流内存技术的趋势所在 从 DDR2内存最初采用的2 5V 电压标准 到之后的衍生品仅需要1 8V 电压 而进一步的 电压调低正在研发之中 同样 DDR3最初需要1 5V 的电源电压 而很快一些 DDR3的部 分新组件将仅需要1 35V 电源电压即可运行 做为这股调低电压风潮的最新产品 LPDDR2仅需1 2V 电压即可运行 另一种节能方法可通过减低设备的性能进行 和其他的 DDR 标准一样 LPDDR 也提供不 同的节能运行模式 可根据系统需求减低性能 LPDDR 节能模式 LPDDR DRAM 的节能特性主要有两类 一类运用于设备正在保存数据时 另一类则用在 设备不需要保存数据时 程序运行时的节能模式 DRAM 是一种通过充电存储电荷来存储数据的电容器 电容器释放电荷 说明数据在必须 保存的运行模式中 内容需要定时刷新 LPDDR DRAM 规范要求三种刷新模式 以尽量减少在维护所需数据状态时的功耗 一是 自刷新 指当生成低频内部时钟以维护 DRAM 内信息时所采用的最基本刷新模式 二是温 度补偿自刷新 这种模式自动根据 LPDDR DRAM 设备的温度自动调节内部刷新时钟的频 率 当运行温度较低时 刷新的时间将会被延长以降低功耗 三是局部自刷新 这种模式 仅占用部分 DRAM 用于保存数据 无程序运行时的节能模式 当 LPDDR DRAM 设备不需要保存数据并且短时间内无需使用 DRAM 时 可以采用省电 模式 正如前文所述 系统所消耗的电量与 V2 dd 以及时钟运转的频率成正比 LPDDR 标准所 指定的大部分节能模式平衡了这一功率方程式中的频率部分 这些节能刷新模式通过降低 时钟频率来减少能耗 省电模式属于数字电源管理 DPM 在无功运行时把 DRAM 置于 待机状态 所有这些节能模式均对静态功耗构成主要影响 通过优化数据吞吐量可降低动态功耗 并在仍然满足系统性能要求的同时降低设备工作频 率 优化数据吞吐量的能力是用于区分不同 LPDDR DRAM 设备的重要指标之一 河南省瑞光印务股份有限公司提供 河南省瑞光印务股份有限公司提供 图1 JEDEC 固态技术协会规范所指定的参考测量等级 验证 LPDDR DRAM 设备 JEDEC 固态技术协会详细列出为验证内存设备所需的抖动 定时及电子信号质量测试 JEDEC 规范说明为每一内存技术都设定了一套综合测试 这些测试中的参数包括时基抖动 设定与保持时间 信号过冲 负过冲以及转折电压等 这些测试不仅数量繁多 而且使用 通用工具进行测量会非常复杂 测量值基准电平就是一个例子 JEDEC 设定了在定时测量时必须使用的基准电压电平 图 1显示了数据信号定时测量中所使用的输入高电平 Vih 以及输入低电平 Vil 交流及直流均 有 请注意其中指定的上升和下降沿的电平是不同的 JEDEC 专用的测量方法例如基准电平 合格 不合格范围等本身就相当复杂 因此为 DDR 测试采用专门的测量工具是非常有益的 可确保测量值配置正确 并比只使用通用工具节 省大量设置时间 泰克公司 Tektronix 实时示波器的选件 DDRA 是专门用于 DDR 设备测试测量值设置和 自动化测试的软件工具 DDRA 所有的一整套测量值均符合 JEDEC 的规范要求 对于非 标准设备或系统方案 用户也可以选择自定义设置来完成测量 DDRA 菜单界面中有五个步骤 这五个步骤将引导用户进行选择 第一个步骤中 用户可 选择拟测试的 DDR 类型 包括 DDR DDR2 LPDDR 等类型 并设定内存的速度等级 除了默认选项之外 用户也可以输入自定义速度设置 使软件能轻松适应未来技术的发展 DDR 类型和数据速率选择后 DDRA 将自动配置用于测量的恰当的电压参考值 这里同样 也有 用户定义 设置 用户可以根据需要覆盖 JEDEC 默认值 并输入自定义的 Vdd 和 Vref 值 在第二个步骤中 用户可选择执行哪个测量 根据所需信号和探测连接 已有的 测量类型在下拉菜单中列为不同的选项 例如 对时钟线的测量都被归入 时钟 的下拉 菜单中 读取测量 写入测量及寻址 命令测量都被归入各自的下拉菜单中 因此需要特定 探测设置的所有测量可在单次测试运行时选定 DDRA 菜单界面中的第3 第4和第5个步骤将引导用户如何对所需信号进行探测 并使用 户还能自定义或者调整测量参考电平等参数 河南省瑞光印务股份有限公司提供 河南省瑞光印务股份有限公司提供 一旦设置完成 示波器将会采集相关信号 识别并在必要时标记数据突发 同时执行所选 的测量 DDRA 结果 面板如图2所示 该图显示出所有测量结果 包括其统计数目 特 定限值 合格 不合格结果以及其他数据信息 如果需要的话 也可生成打印报告 并可同 时选择保存测量所用的波形数据 图2 DDRA 结果屏 显示两个可用图 因为在获得测量结果之后可获得采集的所有波形数据 所以除结果以外 用户还有很多其 他选择 如果测量没有达到特定限值 用户可能可以查明不合格的情况发生在波形记录中 的哪一部分 然后将该部分放大 以检查当时的确切信号详情和特征 该软件所配备的若 干工具能方便用户对所获数据进行分析并精确定位相关区域 如今 DDR DRAM 设备开始进一步采用低电源电压来减低能耗 验证这些设备需