2GB、4GB 240 - Pin DDR2 SDRAM FBDIMM 技術(shù)解析
在當今的電子設(shè)備中,內(nèi)存模塊的性能和穩(wěn)定性對系統(tǒng)的整體表現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。本文將深入探討 Micron 公司的 2GB、4GB(x72, DR)240 - Pin DDR2 SDRAM FBDIMM,從其特性、引腳分配、電氣規(guī)格等多個方面進行詳細解析,為電子工程師在設(shè)計過程中提供參考。
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產(chǎn)品概述
Micron 的 FBDIMM 設(shè)備遵循了當前 FBDIMM 的行業(yè)規(guī)范,提供了高帶寬、大容量的內(nèi)存解決方案。該系列產(chǎn)品有 2GB(MT36HTF25672FZ)和 4GB(MT36HTF51272FZ)兩種容量可選,采用 240 - Pin 封裝,具備 DDR2 的功能和操作特性。
產(chǎn)品特性
基本特性
- 支持 DDR2 功能:完全支持組件數(shù)據(jù)手冊中定義的 DDR2 功能和操作。
- 高速數(shù)據(jù)傳輸:支持 PC2 - 6400、PC2 - 5300、PC2 - 4200 等數(shù)據(jù)傳輸速率,鏈接傳輸速率可達 3.2 Gb/s、4 Gb/s 或 4.8 Gb/s。
- 高容量:提供 2GB(256 Meg x 72)和 4GB(512 Meg x 72)兩種容量選擇。
- 容錯設(shè)計:具備容錯能力,能夠在每個方向上繞過壞的位通道工作。
- 高密度擴展:每個通道最多可支持八個 FBDIMM 設(shè)備,實現(xiàn)高密度擴展。
測試功能
具備混合信號內(nèi)置自測試(MBIST)和中斷驅(qū)動內(nèi)置自測試(IBIST)功能,還支持 DRAM 測試的透明模式。
電氣特性
- 電壓要求:DRAM 的 (V{DD}=V{DDQ}=1.8V),AMB 的 (V{CC}=1.5V),AMB 和 EEPROM 的 (V{DDSPD}=3 - 3.6V)。
- 參考電壓:(VREF = 0.9V) 用于 SDRAM 命令和地址終端。
- 串行存在檢測(SPD):配備 EEPROM 實現(xiàn) SPD 功能。
- 其他特性:采用金邊緣觸點,雙列設(shè)計,支持 95°C 高溫操作(2X 刷新)。
關(guān)鍵參數(shù)
時序參數(shù)
| 不同速度等級的關(guān)鍵時序參數(shù)如下表所示: | Speed Grade | Industry Nomenclature | Data Rate (MT/s) | tRCD (ns) | tRP (ns) | tRC (ns) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| -80E | PC2 - 6400 | 800 | 12.5 | 12.5 | 55 | |
| -667 | PC2 - 5300 | 667 | 15 | 15 | 55 | |
| -53E | PC2 - 4200 | 533 | 15 | 15 | 55 |
尋址參數(shù)
| Parameter | 2GB | 4GB |
|---|---|---|
| Refresh count | 8K | 8K |
| Device bank address | 4 BA[1:0] | 8 BA[2:0] |
| Device page size per bank | 1KB | 1KB |
| Device configuration | 512Mb (128 Meg x 4) | 1Gb (256 Meg x 4) |
| Row address | 16K A[13:0] | 16K A[13:0] |
| Column address | 2K A[11, 9:0] | 2K A[11, 9:0] |
| Module rank address | 2 S#[1:0] | 2 S#[1:0] |
功耗參數(shù)
| 不同容量和速度等級的功耗參數(shù)如下: | 容量 | 速度等級 | IDD_IDLE_0 | IDD_IDLE_1 | IDD_ACTIVE_1 | IDD_ACTIVE_2 | IDD_TRAINING | IDD_IBIST | IDD_EI |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2GB | DDR2 - 667 | 2600 mA | 3400 mA | 3900 mA | 3700 mA | 4000 mA | 4500 mA | 2500 mA | |
| 4GB(Die Rev H) | DDR2 - 667 | 2600 mA | 3400 mA | 3900 mA | 3700 mA | 4000 mA | 4500 mA | 2500 mA | |
| 4GB(Die Rev M) | DDR2 - 667 | 2600 mA | 3400 mA | 3900 mA | 3700 mA | 4000 mA | 4500 mA | 2500 mA |
引腳分配與描述
引腳分配
240 - Pin DDR2 FBDIMM 的引腳分配分為正面和背面,包含多種電源、信號和控制引腳。例如,(V{DD}) 用于 DRAM 電源和 AMB DRAM I/O 電源,(V{CC}) 用于 AMB 核心電源和 AMB 通道接口電源等。
引腳描述
| Symbol | Type | Description |
|---|---|---|
| PS[9:0] | Input | 主要南向數(shù)據(jù)正線 |
| PS#[9:0] | Input | 主要南向數(shù)據(jù)負線 |
| SCK | Input | 系統(tǒng)時鐘輸入正線 |
| SCK# | Input | 系統(tǒng)時鐘輸入負線 |
| SCL | Input | 串行存在檢測(SPD)時鐘輸入 |
| SS[9:0] | Input | 次要南向數(shù)據(jù)正線 |
| SS#[9:0] | Input | 次要南向數(shù)據(jù)負線 |
| PN[13:0] | Output | 主要北向數(shù)據(jù)正線 |
| PN#[13:0] | Output | 主要北向數(shù)據(jù)負線 |
| SN[13:0] | Output | 次要北向數(shù)據(jù)正線 |
| SN#[13:0] | Output | 次要北向數(shù)據(jù)負線 |
| VID0 | Output | 電壓識別,連接到 (V_{SS}),指示模塊上存在 1.5V DRAM |
| SA[2:0] | I/O | SPD 地址輸入,也用于在 AMB 中選擇 FBDIMM 編號 |
| SDA | I/O | SPD 數(shù)據(jù)輸入/輸出 |
| RESET# | Supply | AMB 復位信號 |
| VCC | Supply | AMB 核心電源和 AMB 通道接口電源(1.5V) |
| VDD | Supply | DRAM 電源和 AMB DRAM I/O 電源(1.5V) |
| VTT | Supply | DRAM 時鐘、命令和地址終端電源((V_{DD}/2)) |
| VDDSPD | Supply | SPD/AMB SMBus 電源 |
| VSS | Supply | 接地 |
| M_TEST | – | 用于測試 (V_{REF}) 裕量的外部連接,正常系統(tǒng)操作中不使用 |
| DNU | – | 不使用 |
系統(tǒng)與功能框圖
系統(tǒng)框圖
FBDIMM 通道提供了從主機控制器到 DDR2 SDRAM 設(shè)備陣列的通信路徑,DDR2 SDRAM 設(shè)備通過 AMB 與通道隔離,這種物理隔離增強了通信路徑,提高了內(nèi)存子系統(tǒng)的可靠性和可用性。
功能框圖
詳細展示了 FBDIMM 的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu),有助于工程師理解其工作原理和信號傳輸路徑。
電氣規(guī)格
絕對最大額定值
| Parameter | Symbol | Min | Max | Units | Notes |
|---|---|---|---|---|---|
| Voltage on any pin relative to (V_{SS}) | (V{IN}), (V{OUT}) | –0.3 | +1.75 | V | |
| Voltage on (V{CC}) pin relative to (V{SS}) | (V_{CC}) | –0.3 | +1.75 | V | |
| Voltage on (V{DD}) pin relative to (V{SS}) | (V_{DD}) | –0.5 | +2.3 | V | |
| Voltage on (V{TT}) pin relative to (V{SS}) | (V_{TT}) | –0.5 | +2.3 | V | |
| DDR2 SDRAM device operating case temperature | (T_{C}) | 0 | +95 | °C | |
| AMB device operating temperature | 0 | +110 | °C |
輸入直流電壓和操作條件
| Parameter | Symbol | Min | Nom | Max | Units | Notes |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AMB supply voltage | (V_{CC}) | 1.46 | 1.5 | 1.54 | V | |
| DDR2 SDRAM supply voltage | (V_{DD}) | 1.7 | 1.8 | 1.9 | V | |
| Termination voltage | (V_{TT}) | 0.48 × (V_{DD}) | 0.5 × (V_{DD}) | 0.52 × (V_{DD}) | V | |
| EEPROM supply voltage | (V_{DDSPD}) | 3 | 3.3 | 3.6 | V | |
| SPD input high (logic 1) voltage | (V_{IH(DC)}) | 2.1 | – | (V_{DDSPD}) | V | |
| SPD input low (logic 0) voltage | (V_{IL(DC)}) | – | – | 0.8 | V | |
| RESET input high (logic 1) voltage | (V_{IH(DC)}) | 1 | – | – | V | |
| RESET input low (logic 0) voltage | (V_{IL(DC)}) | – | – | 0.5 | V | |
| Leakage current (RESET) | (l_{L}) | –90 | – | +90 | μA | |
| Leakage current (link) | (l_{L}) | –5 | – | +5 | μA |
時鐘速率
| FBDIMM Link Data Rate | Reference Clock | DRAM Clock | DRAM Data Rate |
|---|---|---|---|
| 3.2 Gb/s | 133 MHz | 266 MHz | 533 Mb/s |
| 4.0 Gb/s | 167 MHz | 333 MHz | 666 Mb/s |
| 4.8 Gb/s | 200 MHz | 400 MHz | 800 Mb/s |
串行存在檢測(SPD)
SPD 功能通過 EEPROM 實現(xiàn),其直流和交流操作條件如下:
直流操作條件
| Parameter/Condition | Symbol | Min | Max | Units |
|---|---|---|---|---|
| EEPROM and AMB supply voltage | (V_{DDSPD}) | 3 | 3.6 | V |
| Input high voltage: Logic 1; all inputs | (V_{IH}) | (V_{DDSPD}) × 0.7 | (V_{DDSPD}) + 0.5 | V |
| Input low voltage: Logic 0; all inputs | (V_{IL}) | –0.6 | (V_{DDSPD}) × 0.3 | V |
| Output low voltage: (I_{OUT}=3mA) | (V_{OL}) | – | 0.4 | V |
| Input leakage current: (V{IN}=GND) to (V{DD}) | (I_{LI}) | 0.10 | 3 | μA |
| Output leakage current: (V{OUT}=GND) to (V{DD}) | (I_{LO}) | 0.05 | 3 | μA |
| Standby current | (I_{SB}) | 1.6 | 4 | μA |
| Power supply current, READ: SCL clock frequency = 100 kHz | (I_{CCR}) | 0.4 | 1 | mA |
| Power supply current, WRITE: SCL clock frequency = 100 kHz | (I_{CCW}) | 2 | 3 | mA |
交流操作條件
| Parameter/Condition | Symbol | Min | Max | Units | Notes |
|---|---|---|---|---|---|
| SCL LOW to SDA data - out valid | (t_{AA}) | 0.2 | 0.9 | μs | |
| Time the bus must be free before a new transition can start | (t_{BUF}) | 1.3 | – | μs | |
| Data - out hold time | (t_{DH}) | 200 | – | ns | |
| SDA and SCL fall time | (t_{F}) | – | 300 | ns | |
| Data - in hold time | (t_{HD:DAT}) | 0 | – | μs | |
| Start condition hold time | (t_{HD:STA}) | 0.6 | – | μs | |
| Clock HIGH period | (t_{HIGH}) | 0.6 | – | μs | |
| Noise suppression time constant at SCL, SDA inputs | (t_{I}) | – | 50 | ns | |
| Clock LOW period | (t_{LOW}) | 1.3 | – | μs | |
| SDA and SCL rise time | (t_{R}) | – | 0.3 | μs | |
| SCL clock frequency | (f_{SCL}) | – | 400 | kHz |
模塊尺寸
模塊尺寸圖為工程師提供了物理布局的參考,所有尺寸以毫米(英寸)為單位,圖中標注了 MAX/MIN 或典型(TYP)值。
綜上所述,Micron 的 2GB、4GB 240 - Pin DDR2 SDRAM FBDIMM 是一款性能出色、功能豐富的內(nèi)存模塊。電子工程師在進行系統(tǒng)設(shè)計時,需要綜合考慮其特性、參數(shù)和電氣規(guī)格,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高性能。你在實際設(shè)計中是否遇到過類似內(nèi)存模塊的應(yīng)用問題呢?歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。
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