学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于自主CPU的DDR3系统协同仿真与设计

作　者: 史林森
导　师: 刘衡竹
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 软件工程
关键词: DDR3 信号完整性电源完整性协同仿真时序预算测试
分类号: TN41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 119次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

现代高速数字系统设计领域,信号完整性问题变得越来越突出,对芯片、封装和系统的设计都提出了严峻的挑战。目前的商用服务器系统普遍使用DDR3来提高访存速度与访存带宽,DDR3是典型的并行总线结构,具有更低的电源电压、更高的数据传输速率等特点。同时也降低了系统噪声容限、减小了数据窗口的时序裕量、增大了相邻网络之间的互扰。芯片、封装以及PCB板级系统的设计都增加了难度,甚至成为限制DDR3传输速率进一步提高的瓶颈。为了保证DDR3系统达到设计目标并稳定工作,论文对DDR3协议和接口设计技术进行了深入的研究与分析,结合实际工程需求,通过多模型、多设计环境下的SI与PI协同仿真,设计实现了基于自主CPU服务器平台的DDR3互连接口。创新性的工作主要有:1)对DDR3系统中的传输链路建立了芯片、封装、PCB和DIMM子板协同仿真的全通道电路模型;2)研究了I/O Buffer的驱动能力、数据信号ODT结构、高速多层板过孔、系统电源网络与目标阻抗、同步开关操作仿真等关键问题,并对影响DDR3时序的因素进行了量化分析和计算;3)搭建测试平台对实际系统进行了信号完整性测试,验证了仿真工作的正确性,为自主CPU设计、PCB板级布局与布线设计提供了进一步优化的建议和措施。通过对本课题的研究,对服务器平台DDR3系统提供了设计指导,达到了预期的设计指标,缩短了研发周期、降低了开发成本。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-17
  1.1 DDR系列内存的发展  11-12
  1.2 课题的研究背景与意义  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-15
  1.4 本文的主要工作  15
  1.5 本文的组织结构  15-17
第二章 DDR3 技术特点与协议分析  17-29
  2.1 DDR3 技术特点  17-21
    2.1.1 DDR3 性能的提升  17-18
    2.1.2 DDR3 降低功耗技术  18
    2.1.3 DDR3 信号完整性的提高  18-21
  2.2 DDR3 电气特性与时序规范  21-24
    2.2.1 DDR3 电气特性  21-22
    2.2.2 DDR3 时序规范  22-24
  2.3 DDR3 协议分析  24-28
    2.3.1 DDR3 的工作原理  24-26
    2.3.2 DDR3 的三大时序参数  26
    2.3.3 DDR3 的读写协议分析  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章 DDR3 系统混合建模与协同仿真  29-49
  3.1 DDR3 系统设计目标与设计考虑  29-33
    3.1.1 DDR3 系统的设计目标  29
    3.1.2 DDR3 系统的板级设计考虑  29-33
  3.2 DDR3 系统的混合建模与分析  33-39
    3.2.1 芯片I/O Buffer的建模  34-35
    3.2.2 芯片封装模型的分析  35-37
    3.2.3 PCB板级互连模型分析  37-38
    3.2.4 DIMM子板EBD模型简介  38-39
  3.3 DDR3 系统Die、Package、PCB协同仿真  39-48
    3.3.1 高速互连系统SI仿真与设计方法  39-44
    3.3.2 DDR3 系统Die、Package、PCB协同仿真  44-48
  3.4 本章小结  48-49
第四章 DDR3 系统SI、PI以及时序设计实现  49-72
  4.1 DDR3 系统信号完整性设计  49-57
    4.1.1 DDR3 存储控制器I/O Buffer的选型  49-51
    4.1.2 DDR3 数据信号ODT策略仿真  51-53
    4.1.3 多层板Via引起的衰减与时延分析  53-57
  4.2 DDR3 系统电源完整性设计  57-63
    4.2.1 PCB板电源平面设计  57-60
    4.2.2 SSO噪声分析  60-63
  4.3 DDR3 系统时序分析  63-70
    4.3.1 DDR3 源同步信号  63-65
    4.3.2 影响时序的因素评估  65-68
    4.3.3 DDR3 写操作时序裕量预算  68-70
  4.4 本章小结  70-72
第五章 DDR3 系统信号完整性测试  72-83
  5.1 DDR3 系统测试准备  72-74
    5.1.1 DDR3 系统测试平台简介  72-73
    5.1.2 DDR3 系统测试准备  73-74
  5.2 DDR3 系统信号完整性测试与仿真验证  74-82
    5.2.1 DDR3 系统裸板信号完整性测试  74-76
    5.2.2 DDR3 系统信号噪声测试与仿真验证  76-82
  5.3 本章小结  82-83
第六章结束语  83-85
  6.1 本文的工作总结  83-84
  6.2 工作展望  84-85
致谢  85-86
参考文献  86-89
作者在学期间取得的学术成果  89

相似论文

半球谐振陀螺误差分析与测试方法设计,V241.5
基于无线传感器网络的电动汽车电池组综合测试技术研究,U469.72
数字电路内建自测试方法的研究,TN79
低轨卫星移动信道特性模拟硬件实现,TN927.23
基于WEB的仿真互操作性测试工具研究,TP391.9
基于信号完整性分析的高速数采卡设计,TP274.2
测量微波材料介电常数的新方法研究,O441.6
女性乒乓球服的热湿舒适性研究,TS941.15
电子产品质量监控测试设备设计,TN06
超高分子量聚乙烯纤维抗蠕变性能研究,TQ342.61
面向对象分层测试的方法研究,TP311.53
基于模型的Web测试技术研究与应用,TP311.53
石化工业排水的毒性鉴别与减排技术研究,X742
物料悬浮速度智能测试系统的设计研究,S220.2
基于形式化UML测试序列生成方法研究,TP311.53
用户权限管理系统可靠性测试的研究与应用,TP311.53
分面元数据在网站检索系统中的应用研究,G354.2
软件可信性增长测试用例生成方法的研究,TP311.53
基于《国家体质健康测试标准》的重庆市独立学院体育教学改革实效性研究,G804.49
青海油田测试公司专业化经营管理模式研究,F426.22
基于分布式环境压力测试问题的研究,TP311.52