本文主要是介绍25---SO-DIMM插槽电路设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
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SODIMM插槽电路设计01_哔哩哔哩_bilibili
SO-DIMM硬件电路设计
1、内存条基本介绍
随着软件程序和硬件平台的不断升级,硬件和软件都对内存性能提出了更高要求,为了提高速度并扩大容量,内存以独立的封装形式出现,因而诞生了---内存条。
DDR4内存金手指变的弯曲了?
平直的内存金手指插入内存插槽后,受到的摩擦力较大,因此内存存在难以拔出和难以插入的情况,为了解决这个问题, DDR4将内存下部设计为中间稍突出、边缘收矮的形状。在中央的高点和两端的低点以平滑曲线过渡。这样的设计既可以保证DDR4内存的金手指和内存插槽触点有足够的接触面,信号传输确保信号稳定的同时,让中间凸起的部分和内存插槽产生足够的摩擦力稳定内存。接口位置同时也发生了改变,金手指中间的“缺口”位置相比DDR3更为靠近中央。在金手指触点数量方面,普通DDR4内存有284个,而DDR3则是240个,每一个触点的间距从1mm缩减到0.85mm。
如何选购内存条?(内存条的引脚数、容量和存取速度等)
- 台式机的内存和笔记本内存是不通用的。
- 内存的频段:DDR3代的内存条频率一般为1333MHz和1600MHz。DDR4代的内存条频率一般为2400MHz和2666MHz,如果主板支持,也可以选择更高的如3200MHz的高频条。
3、奇偶性:为了保证内存存取数据的的准确性,有些内存条上有奇偶校验位,如3片或9片装的内存条。如果您对电脑运行的准确性要求很高,最好选择有奇偶校验功能的内存条。
4、价格:虽然新版本内存条和旧版本内存条相比,价格已经大幅下降,但不同的品牌和性能,价格还是有一些差别,可根据自己的需要和预算情况选择适合自己的价位。另外,购买内存时还须注意品牌和质量。
5、DDR4的内存和DDR3的内存的DIMM槽是不一样的。
确认方式一:观察主板上的内存插槽,有的主板会在内存插槽旁边标注类型,同时, DDR4内存金手指中间的“缺口”也就是防呆口的位置相比DDR3更为靠近中央,这从插槽上的隔断位置也能判断;
确认方式二:查阅主板参数说明,在“内存规格”部分能够获得更详细的信息,包括主板所支持的内存类型、内存插槽配置、所支持的最大内存容量以及工作频率等。
2、内存条标签(仅了解)
3、DIMM基本介绍
DIMM全称Dual-Inline-Memory-Modules,中文名叫双列直插式存储模块,是指奔腾CPU推出后出现的新型内存条,它提供了64位的数据通道。
SODIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module),即小型双列直插式内存模块。它是一种类型的计算机内存模组。相对于DIMM来说,SO-DIMM具有更小的外形尺寸(大致是正常DIMM尺寸的一半)。因此,SO-DIMM主要用于笔记本电脑、工控机等一些对尺寸有较高要求的使用场合。
SO-DIMM接口的DDR3内存标准的是204Pin。
SO-DIMM接口的DDR4内存标准的是260Pin。
DIMM条的多种型号可以参考下面链接:
4、常见的DIMM分类及区别
目前使用的内存条类型(DIMM)主要有三种:U-DIMM、R-DIMM和LR-DIMM。
4.1、U-DIMM
U-DIMM:Unbuffered DIMM,不带缓存的双列直插内存模块。
4.2、R-DIMM
R-DIMM:Registered DIMM,带寄存器的双列直插内存模块。
4.3、LR-DIMM
LR-DIMM:Load Reduced DIMM,低负载双列直插内存模块。
4.4、VLP RDIMM/VLP ECC UDIMM
全名:Very Low Profile RDIMM / ECC UDIMM (窄条)
特征:1、高度低于正常的DIMM 2、占用空间更少,散热更好,但不适合高密度模块。
主要应用:服务器(刀片)
4.5、U-DIMM、Reg-DIMM、LR-DIMM区别
UDIMM优点在于价格低廉。其缺点在于容量和频率较低,容量最大支持4GB,频率最大支持2133 MT/s。此外,由于UDIMM只能在Unbuffered 模式工作,不支持服务器内存满配(最大容量),无法最大程度发挥服务器性能。在应用场景上,UDIMM不仅可用于服务器领域,同样广泛运用于桌面市场。
5、SPD-串行检测
SPD是SERIAL PRESENCE DETECT的缩写,中文意思是模组存在的串行检测。
内存条上存在一个EEPROM存储芯片(The Serial Presence Detect ,SPD),容量通常为128B或256B,用于存储改内存条的一些基础信息。主板需要这些信息进行正确的配置,以便正常使用内存条。
6、SO-DIMM的管脚定义(DDR3和DDR4 DIMM区别)
SO-DIMM的管脚可以分为电源线、时钟和复位、数据线、地址线和控制线。
DDR3
DQ[63:0]:数据输入输出 64根
DM[7:0]:数据掩码线 8根
DQS[7:0]、DQS[7:0]: 数据选通线 16根
A[9:0]、A11、A[15:13]:地址输入线 14根
A10/AP:地址输入/自动预充电 1根
A12/BC :地址输入/突发传输 1根
CK0[1:0]、CK1[1:0]、CKE[1:0]:时钟输入与使能 6根
RAS、CAS:行列选通线 2根
WE:写使能 1根
BA[2:0]:SDRAM Bank地址线 3根
CS[1:0]:芯片选择 2根
SCL、SDA、SA[1:0]:SPD寻址和IIC通信线 4根
ODT[1:0]:终端电阻控制线 2根
RESET:复位引脚 1根
EVENT:温度事件引脚 1根
TEST、NC:保留,未接(1+2) 3根
Vtt:端接电压 2根
VDDSPD:SPD的电源 1根
VDD/VSS:核心电源和IO电源(18+52) 70根
VREFDQ/VREFCA:参考电压 2根
合计:88+16+25+75=204
DDR4 SO-DIMM 260pin
DQ[63:0]:数据输入输出 64根
DM/DBI[7:0]:数据掩码线 8根
DQS[7:0]、DQS[7:0]: 数据选通线 16根
CB[7:0]:DIMM ECC check bits 8根
A[9:0]、A[11: 13]地址输入线 12根
A10/AP:地址输入/自动预充电 1根
A12/ BC_n :地址输入/ burst chop突发中止 1根
A14/ WE_n :地址输入/写使能 1根
A15/ CAS_n :地址输入/行选通线 1根
A16/ RAS_N :地址输入/列选通线 1根
CK0[1:0]、CK1[1:0]、CKE[1:0]:时钟输入与使能 6根
BA[1:0]:SDRAM Bank地址线 2根
SCL、SDA:IIC通信线 2根
SA[2:0]:SPD寻址 3根
ODT[1:0]:终端电阻控制线 2根
RESET:复位引脚 1根
EVENT:温度事件引脚 1根
TEST、NC:保留,未接(1+2) 3根
BG[1:0]:Bank选择 2根
CS0_N、CS1_N:芯片选择 2根
CS2_N/C0/NC:芯片选择/chip ID 1根
CS3_N/C1/NC:芯片选择/chip ID 1根
ACT_n:命令激活信号 1根
ALERT_n:报警信号 1根
Parity: 命令/地址信号的奇偶校验使能 1根
Vtt:端接电压 1根
VDDSPD:SPD的电源 1根
VDD/VSS:核心电源和IO电源(19+94) 113根
VREFCA:参考电压 1根
VPP:DRAAM激活供电。 2根
合计:96+17+29+118=260
6.1、电源线
对于电源电压,DDR SDRAM系统要求4个电源,分别为VDDQ、VTT和VREF,VDDSPD。
管脚符号 | 类型 | 描述 |
VDD | Supply | 电源电压 DDR3:1.5V DDR4:1.2V |
VREFCA | Supply | 控制、命令、地址的参考电压。VDD/2 |
VREFDQ | Supply | 数据的参考电压。VDD/2 |
VSS | Supply | 地。 |
VTT | Supply | 地址、命令、控制、时钟的端接电压。VDD/2 |
VDDSPD | Supply | 串行EEPROM正极电源,连接到连接器上的独立电源引脚,支持3.0至3.6V(标称3.3V)工作。 |
VPP | Supply | DRAM激活供电:2.5V |
注意:
1、DDR3 SO-DIMM有VREFCA和VREFDQ
DDR4 SO-DIMM有VREFCA
2、 DDR4 SO-DIMM才有VPP
3、新增了VDDSPD。
6.2、时钟(2对)
管脚符号 | 类型 | 描述 |
CK0_t、CK0_c | Input | 差分时钟输入。(所有的地址、控制、命令信号都是通过CK_t的上升沿与CK_c的下降沿进行采样的) |
CK1_t、CK1_c | Input | 差分时钟输入。(所有的地址、控制、命令信号都是通过CK_t的上升沿与CK_c的下降沿进行采样的) |
6.3、数据组
管脚符号 | 类型 | 描述 |
DQ(0-63) | I/O | 数据输入/输出,双向数据总线。 |
DML_B/ DBIL_B DMU_B/ DBIU_B | I/O | 数据掩码 |
DQS_t,DQS_c | I/O | 数据选通信号 |
CB0-CB7 | I/O | ECC校验位(内存校错) |
6.4、地址、控制
地址和控制信号没有DQ的速度快,以时钟的上升沿采样,所以需要与时钟走线保持等长。
使用多片DDR的情况下,地址和控制信号为一驱多的关系,需要注意匹配方式。
地址
BA0 BA1 BA2 | Input | Bank地址输入。(bank address inputs) DDR3:BA[0-2] DDR4:BA[0-1] |
A0-A9, A10/AP, A11, A12/BC_N, A13 A14/WE_N A15/CAS_N A16/RAS_N | Input | 地址输入。 |
BG0 BG1 | Input | bank group address inputs Bank Group地址输入 |
DDR3:A0-A15 DDR4:A0-A16
控制
管脚符号 | 类型 | 描述 |
CKE0 CKE1 | Input | Active high。时钟信号使能。通过此电平,可以控制芯片是否进入低功耗模式。 |
CS0_n CS1_n CS2_n CS3_n | Input | 片选。(DDR芯片使能)用于多个RANK时的RANK组选择。 DDR3:CS[0-1] DDR4:CS[0-3] |
ODT0 ODT1 | Input | Active high。片上终端使能。 |
RESET_N | Input | 复位,低有效。正常操作过程中,此信号为高电平。 |
EVENT_N | OUT (OPEN DRAIN ) | Active Low。 |
SDA | I/O | 这个双向引脚用于将数据输入或者输出SPD EEPROM。SDA总线必须连接一个电阻到VDDSPD,作为上拉。 |
SCL | IN | 这个双向引脚用于将数据输入或者输出SPD EEPROM。SCL总线必须连接一个电阻到VDDSPD,作为上拉。 |
SA0 SA1 SA2 | Input | Active Low(device address for the SPD) |
Parity | IN | 命令/地址信号的奇偶校验使能,可通过寄存器禁用或者使能。 |
ACT_N | IN | 命令激活信号,这个信号为低电平时,可以通过A[14:16]地址信号线选择激活命令的行地址。为高电平时,Address信号线正常使用。 |
ALERT_N | OUT | (Alert output) 报警信号,若命令/地址出现奇偶校验错误或者CRC错误,该PIN脚拉低,告知DDR控制器。 |
看参考资料《4_20_19R18 UDIMM》
看参考资料《4_20_20R18 RDIMM》
7、SO-DIMM设计要点18条(★)
8、硬件实战设计 (★)
8.1、K7-SODIMM-DDR3内存条接口硬件实战
8.2、ZCU102-XCZU9EG-FFVB1156-DDR4内存条接口硬件实战
8.3、ZCU111-XCZU28DR-FFVG1517-DDR4内存条接口硬件实战
9、DIMM PCB设计要点(参考DDR3和DDR4)
封装注意!!!
//视频链接
DDR4 SODIMM的N种PCB封装(正向&反向&距离)_哔哩哔哩_bilibili
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9.1、DDR3\DDR4 DIMM条介绍
以当下最流行的DDR4 DIMM为例进行说明。
DDR4 DIMM网络分组如下表所示:
1)数据线:DQ63-DQ0、ECC7-ECC0、DQSP/N17-DQSP/N0、DBI/DCI;
2)时钟线:两对CLKP/N;
3)地址线:ADD17、ADD13- ADD0、BANK1、BANK0;
4)控制和命令:RAS、CAS、WE、BG、CKE、ODT、CS、BG等;
5)其他杂线:SDA、SCL、RST、ACT等。
9.2、DDR3\DDR4 DIMM条布局通用设计要求
DDR3\DDR4 DIMM条设计主要参考DEMO板,由于存在不同DIMM的数量,设计并不能全部COPY,但大体可参考DEMO板进行设计,PCB布局注意事项:
1)从CPU到DIMM的DDR4区域不要有其他任意电路模块放置;
2)两条DIMM的中心距离为7.5mm~9.4mm之间;
3)一般使用插装的DIMM插座,也有使用贴装的DIMM插座;
4)两个DIMM中间正面可以放置VDDIO滤波电容,禁止背面放置;
5)Top层需要布钱,一般情况下高CPU最近的DIMM通过Top层直接与CPU连接,当然也有CPU最外层的管脚连接到不同的DIMM;
6)同一个通道的两条DIMM相邻布局放置;
7)布局主要参照DEMO板设计。
9.3、DDR3\DDR4 DIMM条布线通用设计要求
1)DDR3\DDR4 DIMM注意等长。
2)DDR3\DDR4 DIMM信号线间距大于6mil。
3)在空间允许的情况下,在DIMM条各DQS和DQ信号焊盘附近增加GND回流地过孔;
4)在DIMM条连接器处,地址、控制、时钟等附近只有DDR3\DDR4电源管脚而没有地管脚时,应以该DDR3\DDR4电源作为参考平面,而DQS和DQ信号线只能参考地平面。
5)禁止将VREF, VTT作为信号的参考平面,虽然VREF和VTT电压相同,但VTT的噪声比较大,建议将VREF, VTT分开为不同的网络,从不同的电源或者通过分压电路进行供电。
10、拓展
10.1、Molex更新DDR4 DIMM插座提供多种改进
10.2、内存条相关常见问题及解决方法
1、无法正常开机
4、电脑无法正常启动
5、电脑选择了与主板不兼容的内存条
10.3、一般 DIMM 插槽安装准则
详细内容参考视频讲解
这篇关于25---SO-DIMM插槽电路设计的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!