為什么DDR電源設計時需要VTT電源

姓名:16020140096劉珣玥


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有刪節(jié)工禾。


【嵌牛導讀】:對于電源電壓超升,DDR SDRAM系統(tǒng)要求三個電源,分別為VDDQ赋秀、VTT和VREF


【嵌牛鼻子】:盡 管DDR存儲器在無需加倍時鐘頻率的情況下使數(shù)據傳輸率加倍,避免了PC板設計和布局的復雜性,但它要求有更嚴格的DC穩(wěn)壓、更高的電流和對端電源電壓 (VTT)和存儲總線電壓(VDD)緊密的跟蹤舌菜。新型串聯(lián)端接邏輯(SSTL)拓樸的引入是用于提高抗噪性、增加電源抑制并使用更低的電源電壓以降低功 耗亦镶。


【嵌牛提問】:JEDEC標準JESD8-9A(用于SSTL_2)定義了VDDQ日月、VTT和VERF以及驅動器/接收器規(guī)格以滿足在VDDQ= 2.5 V (用于 DDR1)時的噪聲容限袱瓮。下面,我們看看這種接口以更好的理解VREF和VTT的需要是什么


【嵌牛正文】:

SSTL_2的接口具有下述特性:

·DDR存儲器具有推挽式的輸出緩沖爱咬,而輸入接收器是一個差分級尺借,要求一個參考偏壓中點,VREF精拟。因此燎斩,它需要一個能夠提供電流和吸收電流的輸入電壓端。

·在驅動芯片集的任何輸出緩沖器和存儲器模塊上相應的輸入接收器之間蜂绎,我們必須端接一個布線跟蹤或帶有電阻器的插頭栅表。

VTT電源的電流流向隨著總線狀態(tài)的變化而變化。因此师枣,VTT電源需要提供電流和吸收電流 (source & sink)怪瓶,如圖4中紅色和藍色箭頭所示。

由于VTT電源必須在 1/2 VDDQ提供和吸收電流践美,因此如果沒有通過分流來允許電源吸收電流洗贰,那么就不能使用一個標準的開關電源。而且陨倡,由于連接到VTT的每條數(shù)據線都有較低的阻抗敛滋,因而電源就必須非常穩(wěn)定。在這個電源中的任何噪聲都會直接進入數(shù)據線玫膀。

VTT 被用來從DDR控制器IC中獲取電壓矛缨,給數(shù)據總線和地址總線提供電源,VTT不直接應用在DDR器件上,而是在系統(tǒng)電源上(VTT和終端電阻都被集成到 DDR CONTROLLER上)帖旨,因此不需要在電路圖中額外標出箕昭。它的值通常設定大致等于VREF的值(在VREF上下0.04V浮動),并且隨著VREF的變 化而變化解阅。對于DDR1 SDRAM應用中的地址總線控制信號和數(shù)據總線信號都有端接電阻落竹。需要一個沒有任何的噪聲或者電壓變化的參考電壓(VREF),用作DDR SDRAM輸入接收器货抄,VREF也等于1/2 VDDQ述召。VREF的變化將會影響存儲器的設置和保持時間。

為了符合DDR的要求并保證最優(yōu)的性能蟹地,VTT和VREF需要在電壓积暖、溫度和噪聲容限上進行嚴密的控制以便跟蹤1/2 VDDQ。

在實際電路中怪与,對于VREF的電壓采取電阻分壓的方式取得

首先對圖中的幾個參數(shù)進行說明:

VDDM是IMX233中的電源管理模塊引腳夺刑,作用是給DDR SDRAM提供2.5V的電壓;VDD_DRAM和VDD_QDRAM的電壓理論值為2.5V;

SI2305是一個P通道的場效應管遍愿,ROTARYB是旋轉編碼器引腳存淫。

首先對圖中的幾個參數(shù)進行說明:

VDDM是IMX233中的電源管理模塊引腳,作用是給DDR SDRAM提供2.5V的電壓沼填;VDD_DRAM和VDD_QDRAM的電壓理論值為2.5V桅咆;

SI2305是一個P通道的場效應管,ROTARYB是旋轉編碼器引腳坞笙。

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DDR顆粒的接受端比較特殊岩饼,它是一個差分放大器,其中的一個PIN腳連接Vref是固定羞海,另一個PIN接在DDR控制器的發(fā)送端忌愚,發(fā)送端發(fā)送過來的信號,只要比Vref高却邓,高過一定的門限硕糊,接受端就認為1,只要比Vref低腊徙,低于一定的門限简十,接收端就認為0。我們知道DDR的速率(電平的切換)是很快的撬腾,同時一個控制器會下掛很多顆粒螟蝙,這就導致總線上的電流(電荷)來不及泄放和補充,這就需要將VTT在VOUT為高的時候民傻,吸收電流胰默,在VOUT為低的時候補充電流;

以DDR2為例漓踢,當VOUT為高電平的時候牵署,VOUT=1V8,VTT=0V9喧半,電流b向處于增加的趨勢奴迅,當VOUT為0,VTT=0V9挺据,電流a向處于增加趨勢取具;

一般DDR VTT的拓撲結構

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VTT電源的內部結構

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其中VFB為電壓反饋端,SW為電壓輸出端扁耐;


結合DDR拓撲圖來看暇检,當VOUT為低的時候,由于a方向的電流處于增大的趨勢婉称,電感L會產生臨時反向電動勢占哟,來抑制電流變化,這樣導致VTT處的電源變小酿矢,進而導致VFB變小榨乎,上管導通,來補償這個電流瘫筐,直至流經電感的電流等于新的電流蜜暑;


當VOUT為高的時候,由于b方向的電流處于增大的趨勢策肝,電感L會產生臨時的反向電動勢肛捍,來抑制電流變化,這樣導致VTT處的電源變大之众,進而導致VFB變大拙毫,上管關閉,下管導通棺禾,吸收電流缀蹄;

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