深入解析Advantech AQD - D31GN16 - HC DDR3內(nèi)存模塊
在當今數(shù)字化的時代,內(nèi)存模塊作為計算機系統(tǒng)中至關重要的組成部分,其性能和特性直接影響著系統(tǒng)的運行效率。今天,我們就來深入探討Advantech的240Pin DDR3 1.5V 1600 UDIMM 1GB內(nèi)存模塊——AQD - D31GN16 - HC。
文件下載:AQD-D31GN16-HC.pdf
一、產(chǎn)品概述
Advantech的這款內(nèi)存模塊采用128Mx16 bits的DDR3 SDRAM,封裝形式為FBGA,并在240 - pin的印刷電路板上配備了一個2048 bits的串行EEPROM。它屬于DDR3無緩沖雙列直插式內(nèi)存模塊(Unbuffered DIMM),適用于插入240 - pin的邊緣連接器插座。其同步設計能夠利用系統(tǒng)時鐘實現(xiàn)精確的周期控制,數(shù)據(jù)I/O事務可以在DQS的兩個邊沿進行。該模塊的工作頻率范圍和可編程延遲使其適用于各種高帶寬、高性能的內(nèi)存系統(tǒng)應用。
二、產(chǎn)品特性
環(huán)保合規(guī)
該產(chǎn)品符合RoHS標準,體現(xiàn)了環(huán)保理念,滿足現(xiàn)代電子設備對綠色環(huán)保的要求。
電源供應
支持JEDEC標準的1.35V(1.283V - 1.45V)和1.5V(1.425V - 1.575V)電源供應,VDDQ的電壓范圍同樣為1.35V(1.28V - 1.45V)和1.5V(1.425V - 1.575V),為不同的系統(tǒng)需求提供了靈活的電源選擇。
時鐘頻率與延遲
時鐘頻率為800MHz,對應1600Mb/s/Pin的數(shù)據(jù)傳輸速率??删幊痰腃AS延遲包括6、7、8、9、10、11;可編程的附加延遲(Posted / CAS)為0、CL - 2或CL - 1時鐘;可編程的/CAS寫延遲(CWL)在DDR3 - 1600模式下為8。
其他特性
具有8位預取功能,突發(fā)長度支持4和8;采用雙向差分數(shù)據(jù)選通(Bi - directional Differential Data - Strobe);通過ZQ引腳進行內(nèi)部校準;具備ODT引腳實現(xiàn)片上終端;利用EEPROM進行串行存在檢測和異步復位。
三、引腳識別
| 該模塊的引腳眾多,每個引腳都有其特定的功能,以下是部分關鍵引腳的介紹: | 符號 | 功能 |
|---|---|---|
| A0~A15, BA0~BA2 | 地址/存儲體輸入 | |
| DQ0~DQ63 | 雙向數(shù)據(jù)總線 | |
| DQS0~DQS7 | 數(shù)據(jù)選通 | |
| /DQS0~/DQS7 | 差分數(shù)據(jù)選通 | |
| CK0, /CK0, CK1, /CK1 | 時鐘輸入(差分對) | |
| CKE0, CKE1 | 時鐘使能輸入 | |
| ODT0, ODT1 | 片上終端控制線 | |
| /S0, /S1 | DIMM等級選擇線 | |
| /RAS | 行地址選通 | |
| /CAS | 列地址選通 | |
| /WE | 寫使能 | |
| DM0~DM7 | 數(shù)據(jù)掩碼/高數(shù)據(jù)選通 | |
| VDD | 核心電源供應 | |
| VDDQ | I/O驅(qū)動電源供應 | |
| V REF DQ | I/O參考電源 | |
| V REF CA | 命令/地址參考電源 | |
| V DD SPD | SPD EEPROM電源供應 | |
| SA0~SA2 | EEPROM的I2C串行總線地址選擇 | |
| SCL | EEPROM的I2C串行總線時鐘 | |
| SDA | EEPROM的I2C串行總線數(shù)據(jù) | |
| VSS | 接地 | |
| /RESET | 設置DRAM已知狀態(tài) | |
| VTT | SDRAM I/O終端電源 | |
| NC | 無連接 |
需要注意的是,CS1、ODT1、CKE1用于雙列UDIMMs,單列式UDIMMs上為NC;CK1在雙列UDIMMs中使用,單列式UDIMMs中不使用但需進行終端處理。
四、尺寸規(guī)格
該內(nèi)存模塊的尺寸單位為毫米,所有尺寸公差為±0.15mm(除非另有說明),具體尺寸文檔中雖未詳細給出圖形,但明確了各部分的尺寸要求,這對于在設計主板時的空間布局和兼容性至關重要。
五、工作條件
溫度條件
工作溫度范圍為0°C至85°C,這里的工作溫度是指DRAM中心/頂部的表面溫度,測量條件需參考JESD51 - 2標準。在這個溫度范圍內(nèi),所有DRAM規(guī)格都能得到支持。
絕對最大直流額定值
| 參數(shù) | 符號 | 值 | 單位 | 備注 |
|---|---|---|---|---|
| V DD相對于Vss的電壓 | VDD | - 0.4 ~ 1.975 | V | 1 |
| V DDQ引腳相對于Vss的電壓 | VDDQ | - 0.4 ~ 1.975 | V | 1 |
| 任何引腳相對于Vss的電壓 | VIN, VOUT | - 0.4 ~ 1.975 | V | 1 |
| 存儲溫度 | T STG | - 55 ~ + 100 | °C | 1,2 |
需要注意的是,超過“絕對最大額定值”的應力可能會對設備造成永久性損壞,且在這些條件下的功能操作并不被保證。存儲溫度同樣是指DRAM中心/頂部的表面溫度,測量條件參考JESD51 - 2標準。
交流和直流工作條件
推薦的直流工作條件包括不同電源電壓的范圍,如VDD和VDDQ在1.35V和1.5V時的具體電壓范圍,以及I/O參考電壓(DQ和CMD/ADD)、交流和直流輸入邏輯高/低電平的要求等。同時,VDDQ必須小于或等于VDD,VDDQ跟隨VDD變化,交流參數(shù)在VDD和VDDQ連接在一起時測量,VREF上的峰 - 峰交流噪聲偏差不得超過±1% VDD。
六、IDD規(guī)格參數(shù)
| IDD值是在電壓和溫度的全工作范圍內(nèi)定義的,不同的工作模式下有不同的電流值,例如: | 參數(shù) | 符號 | DDR3 1600 CL11 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 操作單存儲體激活 - 預充電電流 | IDD0 | 168 | mA | |
| 操作單存儲體激活 - 讀取 - 預充電電流 | IDD1 | 220 | mA | |
| 預充電掉電電流 | IDD2P - 0 | 48 | mA | |
| 預充電安靜待機電流 | IDD2Q | 72 | mA | |
| 預充電待機電流 | IDD2N | 64 | mA | |
| 激活掉電電流 | IDD3P | 72 | mA | |
| 激活待機電流 | IDD3N | 128 | mA | |
| 操作突發(fā)讀取電流 | IDD4R | 520 | mA | |
| 操作突發(fā)寫入電流 | IDD4W | 520 | mA | |
| 突發(fā)刷新電流 | IDD5B | 688 | mA | |
| 自刷新電流 | IDD6 | 48 | mA | |
| 自刷新溫度電流(SRT - 啟用) | IDD6ET | 56 | mA | |
| 操作存儲體交錯讀取電流 | IDD7 | 860 | mA |
需要注意的是,模塊的IDD是根據(jù)特定品牌DRAM(4xnm)組件的IDD計算得出的,實際測量值可能會因DQ負載電容而有所不同。
七、時序參數(shù)與規(guī)格
| 不同速度下有一系列的時序參數(shù)要求,以DDR3 1600為例: | 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 平均時鐘周期 | tCK | 1.25 | < 1.5 | ns | |
| CK高電平寬度 | tCH | 0.47 | 0.53 | tCK | |
| CK低電平寬度 | tCL | 0.47 | 0.53 | tCK | |
| DQS, /DQS到DQ的偏移 | tDQSQ | - | 100 | ps | |
| DQ從DQS, /DQS的輸出保持時間 | tQH | 0.38 | - | tCK | |
| DQ從CK, /CK的低阻抗時間 | tLZ(DQ) | - 450 | 225 | ps | |
| 數(shù)據(jù)到DQS, /DQS的建立時間 | tDS | 10 | - | ps | |
| 數(shù)據(jù)到DQS, /DQS的保持時間 | tDH | 45 | ps | ||
| DQ和DM每個輸入的脈沖寬度 | tDIPW | 360 | - | ps | |
| DQS, /DQS讀取前導碼 | tRPRE | 0.9 | - | tCK | |
| DQS, /DQS差分讀取后導碼 | tRPST | 0.3 | - | tCK | |
| DQS, /DQS寫入前導碼 | tWPRE | 0.9 | - | tCK | |
| DQS, /DQS寫入后導碼 | tWPST | 0.3 | - | tCK | |
| DQS, /DQS低阻抗時間 | tLZ(DQS) | - 450 | 225 | ps | |
| DQS, /DQS高阻抗時間 | tHZ(DQS) | - | 225 | ps | |
| DQS, /DQS差分輸入低脈沖寬度 | tDQSL | 0.45 | 0.55 | tCK | |
| DQS, /DQS差分輸入高脈沖寬度 | tDQSH | 0.45 | 0.55 | tCK | |
| DQS, /DQS上升沿到CK, /CK上升沿 | tDQSS | - 0.27 | + 0.27 | tCK | |
| DQS, /DQS下降沿到CK, /CK上升沿的建立時間 | tDSS | 0.18 | - | tCK | |
| DQS, /DQS下降沿到CK, /CK上升沿的保持時間 | tDSH | 0.18 | - | tCK | |
| 內(nèi)部寫入事務開始到內(nèi)部讀取命令的延遲 | tWTR | Max (4tck, 7.5ns) | - | ||
| 寫入恢復時間 | tWR | 15 | - | ns | |
| 模式寄存器設置命令周期時間 | tMRD | 4 | - | tCK | |
| /CAS到/CAS命令延遲 | tCCD | 4 | - | nCK | |
| 自動預充電寫入恢復 + 預充電時間 | tDAL | tWR + tRP/tck nCK | |||
| 1KB頁面大小的激活到激活命令周期 | tRRD | Max (4tck, 6ns) | - | ns | |
| 2KB頁面大小的激活到激活命令周期 | tRRD | Max (4tck, 7.5ns) | - | ||
| 1KB頁面大小的四個激活窗口 | tFAW | 30 | - | ns | |
| 2KB頁面大小產(chǎn)品的四個激活窗口 | tFAW | 40 | - | ns | |
| 上電和復位校準時間 | tZQinitl | 512 | - | tCK | |
| 正常操作全校準時間 | tZQoper | 256 | - | tCK | |
| 正常操作短校準時間 | tZQcs | 64 | - | tCK | |
| 退出自刷新到不需要鎖定DLL的命令 | tXS | Max (5tCK, tRFC + 10ns) | - | ||
| 退出自刷新到需要鎖定DLL的命令 | tXSDLL | tDLL(min) | - | tCK | |
| 內(nèi)部讀取到預充電命令延遲 | tRTP | Max (4tck, 7.5ns) | - | ||
| 自刷新進入到退出時序的最小CKE低寬度 | tCKESR | tCK(min) + 1tCK | - | ||
| 帶DLL退出掉電到任何有效命令 | tXP | Max (3tCK, 6ns) | - | ||
| CKE最小脈沖寬度(高和低脈沖寬度) | tCKE | Max (3tCK, 5ns) | |||
| 異步RTT開啟延遲(掉電模式) | tAONPD | 2 | 8.5 | ns | |
| 異步RTT關閉延遲(掉電模式) | tAOFPD | 2 | 8.5 | ns | |
| ODT開啟 | tAON | - 225 | 225 | ps | |
| ODT關閉 | tAOF | 0.3 | 0.7 | tCK |
這些時序參數(shù)對于確保內(nèi)存模塊與系統(tǒng)的正常通信和數(shù)據(jù)傳輸至關重要,電子工程師在設計時需要嚴格遵循這些參數(shù)要求。
八、串行存在檢測規(guī)格
串行存在檢測(SPD)提供了內(nèi)存模塊的詳細信息,包括模塊的容量、電壓、延遲等參數(shù)。例如,字節(jié)0表示串行PD字節(jié)數(shù)/SPD設備大小/CRC覆蓋范圍;字節(jié)2表示DRAM設備類型為DDR3 SDRAM;字節(jié)6表示模塊標稱電壓為1.5V等。通過讀取SPD信息,系統(tǒng)可以自動配置內(nèi)存模塊的工作參數(shù),實現(xiàn)最佳性能。
總結
Advantech的AQD - D31GN16 - HC DDR3內(nèi)存模塊具有豐富的特性和嚴格的規(guī)格要求,適用于各種高帶寬、高性能的內(nèi)存系統(tǒng)應用。電子工程師在設計和使用該模塊時,需要充分了解其引腳功能、工作條件、時序參數(shù)等信息,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在實際應用中遇到過哪些與內(nèi)存模塊相關的問題呢?歡迎在評論區(qū)分享交流。
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