太克的全方位量测验证服务 提供嵌入式系统最佳化存储器测试方案

太克科技量测仪器技术部门技术经理杨雄伟

因应存储器时代演进的运作频率高频化、存储器颗粒封装BGA化(Ball Grid-Array,锡球栅栏化)的态势下，无论是PC/NB平台常用到DDR、DDR2、DDR3存储器模块，以至于从移动运算装置到嵌入式装置使用的低功耗LP DDR、LPDDR2等存储器，如何以适当的量测仪器与探测工具，来协助工程师进行高速存储器的信号量测、验证与侦错工作，以快速的完成侦错、修改，达成产品提早上市的目标……

太克科技量测仪器技术部门技术经理杨雄伟认为，存储器系统的设计验证需考虑如何在指定的工作条件下，精确了解电路行为模式及边界值条件，做系统整合时能快速验证信号完整性和时序分析并发现问题，能在不同仪器、探针╱治具之间相互搭配，最后可针对嵌入式系统进行简单的测试设置及快速检验出结果。

DDR/DDR2/DDR3量测验证的挑战与业界解决方案

存储器测试的挑战在于：1.信号存取与探测：易于使用/可靠的连接、带宽和信号完整度并兼顾经济实惠的原则。2.可隔离出读写爆发模式的信号触发或后处理。3.符合JEDE规范的一致性的测试，像参数时序、振幅量测、Vref/Vih/Vil电压与降额量测。3.测试结果可验证╱可统计。4.有效的报告与存档。以及针对电路特性与除错所需要的进阶分析能力。

太克提供快速且精确的DDR/DDR2/DDR3量测仪器解决方案，像作为信号路径/特性与电路验证的DSA采样示波仪、类比与电气特性除错的DPO/DSA实时示波仪与相关软件、数码信号验证与除错的TLA逻辑分析仪与Nexus、FuturePlus存储器颗粒治具的支持，以及SDRAM存储器颗粒探测治具、探针、夹板等。

取样示波仪协助信号的路径特性量测与电路板验证

杨雄伟指出在信号特性与电路验证上，太克DSA8200 sampling oscilloscope
(取样示波仪)适用于DDR 266/333/400MHz、DDR2 400/533/667/800/1066MHz，以及DDR3 800/1066/1333/1600/1867MHz等应用范围进行量测验证。对上到DIMM模块或焊在主机板上的高频DDR/DDR2/DDR3存储器而言，如何考量逾时侦测修正(Timeout Detection and Recovery,TDR)、频率散射干扰下的S参数，对信号路径特性以及信号在传递损失等影响。

另一项挑战是如何量化信号完整性，像阻抗测量、信号插入、回波损耗以及频域串扰等。DSA8200取样示波仪与TDR、S参数产生软件搭配下，量测取样频谱达70GHz并维持最低的杂讯干扰，改进阻抗影响并提昇量测的精准性，可记录一百万个高频量测点信号信息。DSA8200也可以在抖动时序与杂讯干扰下模拟通道效应(channel effect)，并将量测步骤自动化以减少错误与测试时间，使整段分析作业缩短到仅几分钟就完成。

DDR在类比信号验证侦错(Analog Validation & Debug)方面，太克提供了搭配DSA70000实时示波器的探测量测软件，针对DDR/DDR2/DDR3进行量测验证。
像是信号接取╱探测部份，需要容易但可靠的物理连接，量测存储器的各种测量点，具备需要最高的信号完整性与足够反应信号速度的频率产生效能。

另外在信号采集部份，可以自动触发和捕获DDR的DQ、DQS信号以隔离读写信号，并自动设置电压准位和数据传输速率，长时间持续的捕捉信号并以高分辨率呈现出来。

在DDR Analysis(DDRA)信号分析软件功能上，可自动设置、爆发读/写模式检测并符合JEDEC通过/失败的量测模式，另外搭配DPOJET最强大的抖动、眼图(Eye diagram)和时序分析工具，可进行时间、振幅、直方图、量测图，进阶时序抖动(Jitter)、眼图测量和通过/失败测试，并提供许多可选择的显示与绘图选项，以及报表产生器。

类比╱数码与混合信号量测与验证

越高的数据传输率使信号接取与量测方式变得复杂，从信号边界值变少、更高的信号传真度要求、元件几何尺寸的缩减、脚位间距小于20毫米(20mils)造成很难甚至无法量测的测点。目前电脑的标准DIMM已有多种量测方式，但嵌入式系统多半把存储器焊接在PCB上，而DDR2/DDR3全都是最难分接量测的BGA封装，若改以BGA殖球插槽焊接在量测IC处，中间接上可外拉出做信号量测的Nexus DDR中介板，它支持DDR2/DDR3的x4/x8与x16模式，上面有BGA插槽可直接安置受测的存储器IC。

类比信号可搭配P7500系列三态探测器、020-2954-xx延伸排线、4GHz三态微铜轴量测电缆，以及可支持到20GHz的P75TLRST量测线。杨雄伟并列举几种BGA植球信号的量测实例。

在混合类比与数码信号的验证上，可搭配P6780主动式差分逻辑探测器，可做16通道外加一时脉、2.5GHz带宽且仅0.5pf低电容延迟的信号量测；另外 P6717单端逻辑探测器亦支持16通道外加一时脉、350MHz带宽混合类比、数码逻辑信号的量测，同时搭配iCapture 探测器与MSO70000软件搭配下，可仅用单一类比量测线连接下，进行类比╱数码信号与混合信号量测作业。

数码设计与验证

杨雄伟在数码验证除错(Digital Validation & Debug)方面，点出额外的观测需要，像进出存储器的数据流，多通道、全通道的脉冲与时序量测，进出CPU与存储器的数据流；同时硬件能协助确认汇流排或系统等级的错误，协定循序与时序、存储器开机初始化与系统电源计时，DRAM暂存器设定、刷新操作，与其他系统汇流排或示波器波形的时间相关性等。太克TLA7000系列存储器颗粒治具与探针，提供DDR 266/333/400MHz、DDR2 400/533/667/800/1066MHz及DDR3 800/1066/1333/1600/1867MHz信号量测解决方案。

对DDR2/DDR3数据接取而言，量测仪器有充足效能因应所有DDR信号的量测需要，预先保留的频率元件与时序区段、将信号反射现象降到最低，以及同业中最低0.5pF的探头电容负载。而仅搭配Tektronix逻辑分析仪的NEXVu DIMM探测治具，适用于增强型JEDEC设计的DIMM、DIMM中介板，并可搭配BGA存储器中置板，直接接触量测到存储器颗粒下的BGA信号。MagniVu逻辑分析仪，支持到最低仅20ps的时脉信号，相当于50GHz的解析能力。

太克的逻辑分析仪TLA7000系列，支持1.4 Gb/s data、1.4GHz clock全双工、64Mb的信号量测，以及2.8 Gb/s data、1.4GHz clock半双工、128Mb信号量测纪录能力，纪录样本项目数长达128K，包含触发、16种 IF-THEN-ELSE 触发机制、24字组识别、136个通道模块，使用 P68xx与P69xx探测头以及TLA7016、TLA7012等量测的逻辑分析仪。并针对DDR3提供强化分析工具软件如SPF(Sample Point Finder)以及协定违例(Protocol Violation Tool)等工具软件。搭配Nexus与FuturePlus存储器量测治具的组合，是领导全球的DDR3测试解决方案。

从主流、低功耗到图形存储器的各式存储器量测解决方案的搭配

杨雄伟列出各种存储器应用下的量测验证方案。在一般DDR、DDR2、DDR3 DIMM存储器模块量测验方面，可使用TLA7102 Portable or TLA7016 Benchtop 逻辑分析仪主机，DDR搭配TLA7AA4探头，DDR2/DDR3则搭配TLA7BB4
探头，测试夹╱固定治具部份建议采用采Nexus Technology NEXVu与FuturePlus System DDR Support；探头部份DDR、DDR2使用Tektronix midbus探头或Nexus & FuturePlus 插槽中介板与DIMM测试治具，DDR3则需使用P6960HCD (>1500MT/s) 或NEXPRB1XL(< 1500MT/s)。

至于示波仪部份， LP DDR/LPDDR2与DDR颗粒的量测验证，要采用DPO/
DSA70404B、MSO70404或以上的机种，DDR2则需使用到DPO/DSA70604B、MSO70604或更高端的机种；至于GDDR3、DDR3量测验证部份，需使用到DPO/DSA70804B、MSO70804 或更高端的示波仪，探头部份采P7300或 P7500串行差分探头，分析软件可采用 DDR Analysis (DDRA)、Advanced Search & Mark (ASM)、DPOJET Jitter/Eye Analysis (DJA)等，至于汇流排命令触发╱iCapture撷取部份，LPDDR/LPDDR2、DDR使用MSO70404或更高端示波仪，DDR2使用 MSO70604，GDDR3与DDR3使用MSO70804或更高端的示波仪。

杨雄伟总结世界最佳的DDR验证量测方案，提供全部验证、信号特性与完整量测支持，从DDR/DDR2/DDR3、LP DDR/DDR2到GDDR3一套工具搞定，并与Nexus & FuturePlus协力厂商合作，提供完整的协定量测与探头支持：在量测效能上支持三态探测(TriMode porbing)、针对JEDEC规范自动化设置测试与判断通过与否的要件，提供业界从类比信号到数码电路验证的完整服务。