Linee guida per l’orientamento nei PCB per memorie DDR4

La quarta generazione di memorie DDR è stata introdotta nel 2014 e offre consumi minori, velocita di trasferimento dati maggiore e una densità di chip più elevata; offrendo anche dei controlli sui dati e rilevamento parità.

Rispetto alla tecnologia precedente queste nuove memorie offrono notevoli vantaggi sotto tutti i punti di vista. Riguardo il mondo dei progetti esse necessitano dei metodi di instradamento differenti; senza questi accorgimenti la qualità del settore sarebbe di pessima qualità e per evitare tutto ciò ora vedremo le linee guida per l’instradamento nei PCB per memorie DDR4.

L’utilizzo di segnali sensibili e tecnologie di precisione offre prestazioni ottimali solo se anche la temporizzazione è corretta; se così non fosse potreste riscontrare problemi di progettazione o incontrare difficoltà a causa delle interferenze elettromagnetiche e altre complicazioni di vulnerabilità.

Tendenzialmente la velocità di trasferimento dati tendenzialmente è compresa tra due valori:1,6 Gbps e 3,2 Gbps; se il progetto prevede un alto numero di collegamenti sono necessari ulteriori accorgimenti per ridurre al minimo il tasso di errore di bit necessario per mantenere la qualità del segnale.

Se le regole di progettazione vengono trascurate si possono creare degli accoppiamenti capacitivi ed induttivi tra due segnali; se essi aumentano il fenomeno del crosstalk diventa problematico e di difficile gestione.

Per diminuire la presenza di tali accoppiamenti è possibile rimuovere i punti di connessione non usati dal progetto. Per diminuire l’accoppiamento induttivo è possibile disaccoppiare i condensatori tra il terminale di tensione e quello di terra.

Il terminale di tensione alimenta la memoria ed è separato dalla tensione di ingresso/uscita e anche da quella di core

Orientamento per le diverse topologie di DDR4

Le DDR4 SDRAM lavorano con due topologie diverse: clamshell o fly-by. Tutte e due presentano vantaggi e svantaggi che ora analizzeremo insieme.

La topologia clamshell richiede un istradamento più complicato ma occupa uno spazio ridotto sulla scheda ed ha due strati; al contrario del fly-by permette un instradamento più semplice ed è preferibile a livello di integrità del segnale. Questa topologia essendo ad uno strato occupa uno spazio maggiore.

La scelta tra queste due possibilità dipende da voi e dalle vostre esigenze; se preferite occupare più spazio con un instradamento semplice oppure occupare meno spazio ma con un instradamento più complesso.

Quando progettate l’instradamento usate sempre lo stesso gruppo sullo stesso strato, angoli a 45 gradi e sono sconsigliate connessioni a t per le reti e i clock critici.

Lunghezza e spaziatura due fattori importanti

Per la migliore integrità del segnale ed una corretta temporizzazione le DDR4 SDRAM necessitano di tracce brevi ed una spaziatura corretta.

Tutti i segnali dell’interfaccia della memoria devono passare dagli strati di alimentazione.

Un fattore molto importante per la progettazione della spaziatura è la distanza verticale rispetto al percorso di ritorno più vicino per una particolare traccia¸ tendenzialmente questo fattore è rappresentato dal codice “H”. Per determinare la spaziatura minima tra una coppia di clock è necessario moltiplicare questa lunghezza per cinque.