芯片驱动越强越好吗?

芯片驱动越强越好吗?

作者:黄刚 一博科技高速先生团队队员 

无论是硬件调试还是我们仿真,都会接触到芯片的驱动配置,像我们熟悉的DDR控制器,一般也会有很多种驱动的选择。例如34欧姆,40欧姆等内阻的驱动配置,又或者是fast/mid/slow driver的配置。其中前者主要是改变输出电平的幅度,内阻越低,输出电平越高;而后者主要体现在斜率方面,fast是输出高斜率的电平,也就是上升/下降沿会比较陡,而slow相对来说会比较缓。所以我们一般所说的驱动强就是指上面的两个方面或者至少其中一个方面。例如下面这个DDR控制器接50欧姆负载后的驱动输出波形如下:其中在fast斜率下不同驱动内阻的差异如下,更多的差异是在电平上面。

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另外如果都是40欧姆内阻驱动,不同的驱动斜率的输出波形如下,可以看到,电平幅度是相同的,差别是体现会上升沿的斜率上面。

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对于我们而言,我们感观上肯定是觉得驱动越强,幅度越高,上升沿越陡是越好的,真的是这样吗??对于驱动内阻是不是越小越好,上升沿的斜率是不是越陡越好,我们还是以上一期文章中的这个地址信号的拓扑来仿真看看。

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我们先固定40欧姆驱动,看上升沿斜率对信号的影响,第一个颗粒的眼图如下所示:

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从几个斜率驱动的波形来看,貌似fast的上下冲比较大,而slow的眼宽又有点小,middle模式应该会是最佳的选择。

如果我们固定斜率为fast,看看不同驱动内阻的影响,眼图如下: 

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可见驱动斜率相同的情况下,不同内阻的确只能改变电平的幅度,对上冲下冲几乎没有改善。

至少我们从地址信号上看,的确不是上升沿越陡的输出波形质量越好,这是因为地址信号是一拖多的结果,存在多处的反射,而且反射比较复杂。如下图所示,如果我们关注这个颗粒的频域回损和插损的情况,你会发现反射在比较宽的频域都存在。

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因此在反射的过程中,越陡的沿高频能量会越多,这样的话其实对反射越敏感,会有很多高频的能量参与到反射中,所以我们会看到时域上的振荡。这时选择一个相对沿缓一点的驱动,由于高频能量本身不多,反而能“过滤”掉一些反射的尖峰,这样的话振荡反而会变得小一点,当然太缓的话大家都知道不好,因此又会影响到时序的窗口大小。

来源:一博自媒体