DDR基础知识

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1、前言

DDR的全称为Double Data Rate SDRAM，也就是双倍速率的SDRAM，SDRAM在一个CLK周期传输一次数据，而DDR在一个CLK周期传输两次数据，分别在上升沿和下降沿各传输一次数据，该概念称为预取，在描述DDR速度的时候一般使用MT/S单位，也就是每秒多少兆次数据传输。

2、DDR结构框图

接下来将以Micro的DDR3L芯片MT41K256M16进行结构框图的介绍，该芯片是一款512MB的DDR3L内存芯片，框图如下所示：

接下来对上面给出的框架图各个标号进行简单介绍：

（1）控制线

ODT：片上终端使能，ODT使能和禁止片内终端电阻；

ZQ：输出驱动较准的外部参考引脚，应外接一个RZQ电阻到VSSQ，一般接到地；

RESET：芯片复位引脚，低电平有效；

CKE：时钟使能引脚；

A12：A12为地址引脚，也叫做BC引脚，有另外一个功能，A12会在READ和WRITE命令期间被采样，以决定burst chop是否会被执行；

CK,CK#：时钟信号线，DDR3的时钟线是差分时钟线，所以的控制信号和地址信号都会在CK的上升沿和CK#的下降沿交叉处采集；

CS#：片选信号，低电平有效；

RAS#：行地址选通信号；

CAS#：列地址选通信号；

WE#：写使能信号。

（2）地址线

A[14:0]：A0~A14为15根地址线，根据MT41K256M16的框图可以知道，有15根行地址线A0~A14和10根列地址线A0~A9，行地址线和列地址线进行复用，因此该DDR3L芯片中1个Bank的大小为2^15*2^10*2=32MB*2=64MB，从框图中可以看到，总共有8个Bank，因此该DDR3L的RAM大小为64MB*8=512MB。

（3）Bank选择线

BA[2:0]：BA0~BA2为Bank的选择先，由2^3=8，因此可以总共有8个Bank。

（4）Bank区域

8个Bank区域，DDR3一般有8个Bank区域。

（5）数据线

DQ[15:0]：DQ0~DQ15为16根数据线，因此该DDR3L的宽度为16位。

（6）数据选通引脚

LDQS,LDQS#：LDQS和LDQS#是数据选通引脚，对应低字节DQ0~DQ7，读的时候是输出，写的时候为输入；

UDQS,UDQS#：UDQS和UDQS#是数据选通引脚，对应高字节DQ8~DQ15，读的时候是输出，写的时候为输入。

（7）数据输入屏蔽引脚

LDM/UDM：写数据输入屏蔽引脚。

3、DDR的一些关键时间参数

需要注意DDR的一些关键时间参数：

（1）传输速率

例如1066MT/S、1600MT/S等，这是首先需要考虑的，该参数决定了DDR的最高数据传输速率。

（2）tRCD参数

tRCD的全称为RAS-to-CAS Delay，行寻址到列寻址只之间的延迟。DDR的寻址流程为先进行Bank地址，然后再指定行地址，最后指定列地址，从而确定除最终要寻址的单元，Bank地址和行地址是同时发出的，该命令也叫"行激活"，行激活后就发送列地址和具体的操作命令，同时发出，表示列寻址，在行激活到读写命令发出的这段时间时隔就是tRCD，如下：

数据手册一般会给出tRCD时间参数，例如MT41K256M16的数据手册中有如下：

（3）CL参数

当列地址发出以后就会触发数据传输，从数据从存储单元到内存芯片IO接口上还需要一段时间，而这段时间就是CL（CAS Latency），也就是列地址选通潜伏期，如下：

（4）AL参数

AL（Additive Latency）参数是为了保证足够的延迟潜伏期，单位为时钟周期，AL+CL组成了RL（Read Latency），加入AL参数以后的读时序如下：

（5）tRC参数

tRC是两个ACTIVE命令，或者ACTIVE命令到REFRESH命令之前的周期，DDR的数据手册会给出该值。

（6）tRAS参数

tRAS是ACTIVE命令到PRECHARGE命令之间的最小时间。