应用高带宽示波器表征GDDR5数据抖动，确保有效的数据传输
2013-03-18
GDDR5（Graphics Double Data Rate,图形双倍数据速率存储接口，第5版）动态随机存取图形卡存储技术已应用于主流移动和游戏用户的高性能GPU（图形处理器）。最新的GDDR5 技术可提供5Gb/s或更高的数据速率。高数据速率条件下，数据抖动测量是了解抖动对数据有效窗口影响的重要手段。测量并了解抖动分量可以让设计人员尽可能减少整个系统设计的抖动，以确保有效且精确的数据传输。需要分离读和写操作从而分别进行数据有效窗口分析。GDDR5的设计包括自由运行的数据时钟（WCK）、很小的数据单位间隔以及的非常小的读/写数据与WCK之间可分辨时间偏移，因此识别读/写数据以进行数据抖动测量十分困难且耗时。高带宽示波器或混合信号示波器是两类常用的数据抖动测量设备。本文将介绍仅使用高带宽示波器4个通道的新型GDDR5数据抖动测量技术。
抖动对GDDR5数据的影响
GDDR5 SGRAM传输数据使用自由运行差分前向时钟（WCK/WCK#），并在前向WCK的两个边沿上分别寄存并驱动输入和输出数据，以用于读和写训练。读/写训练支持数据定时和幅度电平裕量优化。尽管JEDEC标准没有相关规定，普遍观点认为表征抖动特性是在如此高的数据速率传输条件下的重要测量任务。导致GDDR5系统产生抖动的原因，例如码间干扰(ISI)、串扰、占空比失真（DCD）等，这些都会限制图形卡以及存储器控制器与DRAM接口的性能。
使用4通道高带宽和高采样率的示波器进行测量十分重要，因为这样可以保证测量的是GDDR5系统真实的边沿。而且，高性能示波器具有低本底噪声和抖动，可以最大限度降低示波器噪声对测量的影响。工程师可以信赖测量结果，获得真实的信号信息并最终确定设计的真实数据有效窗口，而不受测量设置或测量工具的影响。这样，设计人员能够真实测量并调试设计，获得最佳的性能和裕量，同时缩短设计周期，节约大量成本和时间。随着GDDR5技术达到5Gb/s或更高的数据速率，信号幅度和数据有效窗口变得极小，导致数据采样误差增加。精确的随机抖动和确定性抖动分解测量以计算数据输入有效窗口的统计测量，可以帮助量化数据采样误差，以进行裕量分析。相比混合信号示波器，具有出色本底噪声和抖动性能的高带宽示波器，例如Agilent Infiniium Q系列高性能示波器，仅使用其4个通道即可轻松创建信号连接要求最简的设置，并且支持分离读和写数据，以进行高可信度的抖动测量,最终确保工程师确信已获得真实的信号边沿并且能够获得最大的GDDR5 系统设计裕量
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