《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于SiP封裝的DDR3時序仿真分析與優(yōu)化
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第10期
王夢雅，曾燕萍，張景輝，周倩蓉
中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇 無錫214035
摘要： 針對DDR3系統(tǒng)設(shè)計對時序要求的特殊性，對某一SiP(System in Package)中DDR3封裝和基板設(shè)計進行時序仿真和優(yōu)化，通過仿真指導(dǎo)設(shè)計，提高SiP產(chǎn)品DDR3的設(shè)計成功率，減少設(shè)計周期。通過ANSYS SIwave軟件提取信號S參數(shù)，再經(jīng)過Cadence SystemSI軟件搭建拓撲進行時序仿真分析，利用信號完整性相關(guān)理論，討論信號時序與波形的關(guān)系，結(jié)合版圖分析，給出實際的優(yōu)化方案，并經(jīng)過仿真迭代驗證，最終使所設(shè)計的DDR3滿足JEDEC協(xié)議中的時序要求。
中圖分類號： TN405.97
文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211370
中文引用格式： 王夢雅，曾燕萍，張景輝，等. 基于SiP封裝的DDR3時序仿真分析與優(yōu)化[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(10)：42-47.
英文引用格式： Wang Mengya，Zeng Yanping，Zhang Jinghui，et al. Timing simulation analysis and optimization of DDR3 based on SiP package[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(10)：42-47.
Timing simulation analysis and optimization of DDR3 based on SiP package
Wang Mengya，Zeng Yanping，Zhang Jinghui，Zhou Qianrong
China Electronic Technology Group Corporation No.58 Research Institute，Wuxi 214035，China
Abstract： Aiming at the timing requirements of DDR3 system, timing simulation and optimization were carried out for DDR3 package and substrate design in a SiP(System in Package). Through simulation guidance design, the design success rate of DDR3 in SiP product was improved and the design cycle was reduced. The signal scattering parameters were extracted by ANSYS SIwave software, and then the topology construction and timing simulation analysis was carried out through Cadence SystemSI software. The relationship between signal timing and waveform was discussed based on the theory of signal integrity. The actual optimization scheme was given by combining with layout analysis. Finally, the designed DDR3 system could meet the timing requirements of JEDEC protocol through simulation iteration verification.
Key words : DDR3；SiP(system in package)；timing simulation；high density interconnection；signal integrity

0 引言

    系統(tǒng)級封裝(System in Package，SiP)是利用先進封裝技術(shù)將不同功能的芯片集成在一個微系統(tǒng)內(nèi)，具備小型化、低功耗和高性能等優(yōu)勢，已成為半導(dǎo)體行業(yè)關(guān)注的重要焦點之一[1-4]。SiP中經(jīng)常集成高頻率高帶寬的DDR3系統(tǒng)來實現(xiàn)存儲功能，但是與傳統(tǒng)PCB不同，基于SiP封裝的高密度互聯(lián)DDR3的復(fù)雜性設(shè)計帶來的信號完整性問題日益嚴重[5-8]。除了單純從信號的眼圖和波形來判斷信號質(zhì)量外，DDR3的設(shè)計還面臨著嚴格的時序要求，即使信號波形達到JEDEC協(xié)議中規(guī)定的判決標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)與選通信號、地址與時鐘信號等之間的時延也不一定符合協(xié)議規(guī)范，DDR3的接口時序分析成為DDR3設(shè)計的重中之重[9-10]。

    基于SiP封裝的DDR3設(shè)計一旦出現(xiàn)問題，再重新投產(chǎn)會造成時間和成本的浪費，為了解決這一問題，引入了仿真的概念。根據(jù)產(chǎn)品不同設(shè)計階段分為前仿真和后仿真，分別針對產(chǎn)品布線前和布線后[11-12]。本文主要針對后仿階段，從一例實際SiP項目中的DDR3封裝和基板設(shè)計著手，進行數(shù)據(jù)與選通、地址與時鐘之間的時序仿真，通過仿真結(jié)果分析其信號薄弱點，結(jié)合該項目各方面情況提出優(yōu)化方案，經(jīng)過仿真迭代，使信號符合JEDEC協(xié)議規(guī)范，為SiP 的DDR3時序仿真和優(yōu)化提供很好的借鑒和指導(dǎo)作用。




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作者信息：

王夢雅，曾燕萍，張景輝，周倩蓉

(中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇 無錫214035)




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