寫入延遲 tDQSS
在DQS 寫入時序圖中,可以發(fā)現(xiàn)寫入延遲已經(jīng)不是0了,在發(fā)出寫入命令后,DQS與寫入數(shù)據(jù)要等一段時間才會送達(dá)**。這個周期被稱為 DQS 相對于寫入命令的延遲時間(**tDQSS, WRITE Command to the first corresponding rising edge of DQS)。
為什么要有這樣的延遲設(shè)計呢?原因也在于同步,畢竟一個時鐘周期兩次傳送,需要很高的控制精度,它必須要等接收方做好充分的準(zhǔn)備才行。tDQSS 是 DDR 內(nèi)存寫入操作的一個重要參數(shù),太短的話恐怕接受有誤,太長則會造成總線空閑。tDQSS 短不能小于 0.75 個時鐘周期,長不能超過 1.25 個時鐘周期。
正常情況下,tDQSS 是一個時鐘周期,但寫入時接受方的時鐘只用來控制命令信號的同步,而數(shù)據(jù)的接受則完全依靠 DQS 進(jìn)行同步,DQS 與時鐘不同步也無所謂。tDQSS產(chǎn)生了一個不利影響— — 讀后寫操作延遲的增加,如果 CL=2.5,還要在 tDQSS 基礎(chǔ)上加入半個時鐘周期,因為命令都要在 CK 的上升沿發(fā)出。下圖中,當(dāng) CL=2.5 時,讀后寫的延遲將為 tD 個時鐘周期(圖中 BL=2)。
DDR 內(nèi)存的數(shù)據(jù)真正寫入由于要經(jīng)過更多步驟的處理,寫回時間(tWR)也明顯延長,一般在3個時鐘周期左右,而在 DDR-Ⅱ規(guī)范中更是將 tWR 列為模式寄存器的一項,可見它的重要性。
14.內(nèi)存的自動自刷新 ASR(Automatic Self-Refresh)
為了保證所保存的數(shù)據(jù)不丟失,DRAMASR必須定時進(jìn)行刷新。為了的節(jié)省電力,DDR3采用了一種新型的自動自刷新設(shè)計(ASR,Automatic Self-Refresh)。當(dāng)開始ASR之后,將通過一個內(nèi)置于DRAM芯片的溫度傳感器來控制刷新的頻率,因為刷新頻率高的話,消電就大,溫度也隨之升高。而溫度傳感器則在保證數(shù)據(jù)不丟失的情況下,盡量減少刷新頻率,降低工作溫度。DDR3的ASR是可選設(shè)計,并不見得市場上的DDR3內(nèi)存都支持這一功能,還有一個附加的功能就是自刷新溫度范圍(SRT,Self-Refresh Temperature)。通過模式寄存器,可以選擇兩個溫度范圍,一個是普通的的溫度范圍(例如0℃至85℃),另一個是擴(kuò)展溫度范圍,比如到95℃。對于DRAM內(nèi)部設(shè)定的這兩種溫度范圍,DRAM將以恒定的頻率和電流進(jìn)行刷新操作。
15. 局部自刷新 RASR(Partial Array Self-Refresh)
局部自刷新(RASR,Partial Array Self-Refresh)這是DDR3的一個可選項,通過這一功能,DDR3內(nèi)存芯片可以只刷新部分邏輯Bank,而不是全部刷新,從而限度的減少因自刷新產(chǎn)生的電力消耗。這一點與移動型內(nèi)存(Mobile DRAM)的設(shè)計很相似
16.延遲鎖定回路(DLL)
DDR SDRAM 對時鐘的**性有著很高的要求,而 DDR SDRAM 有兩個時鐘,一個是外部的總線時鐘,一個是內(nèi)部的工作時鐘,在理論上 DDR SDRAM 這兩個時鐘應(yīng)該是同步的,但由于種種原因,如溫度、電壓波動而產(chǎn)生延遲使兩者很難同步,更何況時鐘頻率本身也有不穩(wěn)定的情況(SDRAM 也有內(nèi)部時鐘,因為它的工作/傳輸頻率較低,內(nèi)外同步問題并不突出)。
DDR SDRAM 的 tAC 就是因為內(nèi)部時鐘與外部時鐘有偏差而引起的,它很可能造成因數(shù)據(jù)不同步而產(chǎn)生錯誤的惡果。實際上,不同步就是一種正/負(fù)延遲,如果延遲不可避免,那么若是設(shè)定一個延遲值,如一個時鐘周期,那么內(nèi)外時鐘的上升與下降沿還是同步的。鑒于外部時鐘周期也不會統(tǒng)一,需要根據(jù)外部時鐘動態(tài)修正內(nèi)部時鐘的延遲來實現(xiàn)與外部時鐘的同步,這就是 DLL 的任務(wù)。
DLL 不同于主板上的 PLL,它不涉及頻率與電壓轉(zhuǎn)換,而是生成一個延遲量給內(nèi)部時鐘。目前 DLL 有兩種實現(xiàn)方法,一個是時鐘頻率測量法(CFM,Clock Frequency Measurement),一個是時鐘比較法(CC,Clock Comparator)。
CFM 是測量外部時鐘的頻率周期,以此周期為延遲值控制內(nèi)部時鐘,這樣內(nèi)外時鐘正好就相差了一個時鐘周期,從而實現(xiàn)同步。DLL 就這樣反復(fù)測量反復(fù)控制延遲值,使內(nèi)部時鐘與外部時鐘保持同步。
CC的方法則是比較內(nèi)外部時鐘的長短,如果內(nèi)部時鐘周期短了,就將所少的延遲加到下一個內(nèi)部時鐘周期里,再與外部時鐘做比較,若是內(nèi)部時鐘周期長了,就將多出的延遲從下一個內(nèi)部時鐘中刨除,如此往復(fù),終使內(nèi)外時鐘同步。