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今天就用(yòng) DDR5 技術設計資料匯流排?
是的(de),這是可(kě)行的(de)!

By Team Sigrity, Cadence

過去幾年來,許多(duō)系統設計人(rén)員一直在使用(yòng) DDR4 RAM 元器件,並將其用(yòng)於系統設計。隨著產品性能的(de)不斷提高(gāo)、電源預算(suàn)的(de)不斷降低,對更快(kuài)速記憶體件的(de)期望從未停止。在 2013 年,即使 DDR4 在主流設計中已被廣泛使用(yòng),DDR5 標準也(yě)仍在規範階段。儘管 DDR5 規範的(de)最終版本還沒有在業內推廣,但 DDR5 的(de)主要特性是眾所周知的(de):DDR5 將提供兩倍於 DDR4 RAM 的(de)頻寬以及更高(gāo)效的(de)電源管理(lǐ)。

由於市場正在等待 DDR5 器件的(de)正式使用(yòng),可(kě)能在 2018 年晚些時候,系統設計人(rén)員會為 DDR5 規範而感到更加焦慮。他(tā)們想知道為了(le)支援新的(de)RAM性能、利用(yòng)提高(gāo)的(de)資料速率和(hé)功耗水(shuǐ)準,需要花費多(duō)少來升級系統需求。因此,他(tā)們希望儘快(kuài)開始基於已知 DDR5 特性的(de)原型設計,然後研究在特定產品中使用(yòng) DDR5 匯流排系統。

對於有經驗的(de)設計人(rén)員來說,使用(yòng)新的(de)記憶體介面來構建原型意味著要首先收集可(kě)表示介面行為的(de)器件模型,接著透過 DDR5 規範採用(yòng)新模型使用(yòng)模擬工具或環境來驗證並模擬新功能。不幸的(de)是,對於幾乎所有設計人(rén)員來說,進度都在這裡停滯不前,因為沒有 DDR5 RAM 的(de)器件模型。

有人(rén)可(kě)能會說,記憶體件在寫週期中就是一個簡單的(de)接收器,它可(kě)以用(yòng)任何現有的(de) IBIS 接收器模型來表示。這在15 年前是可(kě)能實現的(de)。然而,今天的(de)事情已經不那麼簡單了(le)。對於那些一直在使用(yòng)如 3200Mbps 這樣更高(gāo)速度的(de)DDR4 RAM 來設計系統的(de)工程師們,原因是顯而易見的(de)。高(gāo)資料速率記憶體採用(yòng)串列鏈路濾波技術,如均衡,以確保信號品質。這些濾波方法僅由 IBIS-AMI 模型建模,由記憶體和(hé)控制器製造商提供。由於 DDR5 會有更快(kuài)的(de)速度,甚至更低的(de)電壓擺幅,所以均衡更重要。因此,系統設計人(rén)員應該使用(yòng)控制器和(hé)記憶體的(de)先進模型來模擬新的(de) DDR5 介面。在這一點上,設計人(rén)員不能從製造商獲得(de)任何模型。

現在,我們都可(kě)以感受到設計人(rén)員的(de)痛苦:一方面他(tā)們急於構建一個系統,期望與 DDR5 RAM 的(de)主要功能協同;另一方面,他(tā)們缺乏適合這種實驗的(de)模型;更讓他(tā)們沮喪的(de)是,這些模型可(kě)能暫時還不能使用(yòng)。最讓設計工程師擔心的(de)是,如果競爭對手先拿到模型,充分(fēn)利用(yòng) DDR5 的(de)優勢更早發佈產品。困難點並不止於此:即使模型可(kě)用(yòng),設計人(rén)員仍然不知道他(tā)們目前的(de)模擬工具是否能夠支持 DDR5 新的(de)資料傳輸特性所需的(de)模擬功能。

作為工具提供商,主要目標之一應該是說明(míng)設計工程師脫離模型依賴,並提供選擇,以便他(tā)們能夠為新出現的(de)介面/技術創建自己的(de)模型。這能夠實現嗎?

對於 Sigrity 用(yòng)戶來說,答(dá)案是 YES。事實上,對於那些使用(yòng) Sigrity SystemSI 2017 的(de)工程師來說,解決方案已經在他(tā)們手中了(le)!真是一個驚喜,但這是事實!

Sigrity SystemSI 有一個內置的(de) IBIS-AMI 模型生成器:AMIBuilder。這個嵌入式工具使用(yòng) SystemSI GUI,接受使用(yòng)者定義的(de) AMI 模型參數,以使用(yòng)者需要或預設的(de) IBISI/O 緩衝模型創建AMI模型。我們的(de)用(yòng)戶,包括我們的(de)Cadence IP 團隊,一直在使用(yòng)這個工具創建 DDR4 模型。最近,他(tā)們中的(de)一些人(rén)使用(yòng) FFE / DFE 技術生成了(le)DDR5 AMI 模型,並成功完成了(le)測試系統設計和(hé)預測 DDR5 行為。這當然也(yě)使得(de)許多(duō)設計工程師會擔心另一個問題:即使使用(yòng) DDR5 AMI 模型,我的(de)模擬工具是否也(yě)支援 DDR5 匯流排所需的(de) DDR5 功能? SystemSI 配備了(le)兼顧電源的(de)解決方案,使用(yòng)了(le) Cadence 在匯流排特性描述和(hé)模擬中使用(yòng)的(de)通(tōng)道模擬的(de)專利技術。

所以,對於焦慮的(de)設計工程師和(hé) SI 工程師來說,不需要等待 DDR5 的(de)最終規範、或者等待控制器和(hé)記憶體製造商提供 DDR5 模型;Sigrity SystemSI 可(kě)以幫助您創建原型,並幫助您瞭解 DDR5 如何在您的(de)應用(yòng)程式中工作。所以不用(yòng)擔心了(le)!

若您正在使用(yòng) SystemSI,想要瞭解有關 AMI Builder 的(de)更多(duō)資訊,或者希望使用(yòng) SystemSI和(hé)AMI Builder 來探索 DDR5 設計,歡迎與 Cadence 授權代理(lǐ)商 Graser 聯繫。

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