DDR5數據信號的長STUB要背鉆嗎？

公眾號 | 高速先生

作者 | 周偉

上一篇文章 過孔Stub對ddrx地址信號的影響（沒看過的可以點擊文章鏈接） 提到過后面會有stub對數據信號的影響，今天我們就一起來看看吧。

前文通過幾個仿真例子看到，長stub對3200Mbps以內的DDRx地址信號來說有一定的好處，對于速率不是那么高的信號（不超過8Gbps），如DDR4、DDR5甚至LPDDR5，我們是否可以把這個結論再擴展到速率更高的數據信號上呢？于是我們又做了如下一些仿真來看看長短stub在更高速率的數據上的一些對比。

還是上文同樣的疊層和驅動，接收采用ODT60，在數據率為2400Mbps的時候仿真出來的數據眼圖如下圖1所示。

圖1 速率2400Mbps時數據信號寫眼圖

紅色L14層走線的眼圖看起來眼高更高，jitter也小點，對應的斜率也大一點，說明長stub對數據信號在2400Mbps的速率下基本沒什么影響，甚至還會稍微好點。進一步把速率提高到3200Mbps，其他不變的情況下長短stub的眼圖仿真結果如下圖2所示。

可以看到速率上來之后，短stub的優勢慢慢開始體現出來了，眼高和眼寬都稍微比長stub的布線層信號要好。

我們接下來再看看DDR5 6400Mbps速率的情況，于是其他條件都不變，只是將速率提升到6400Mbps，顆粒模型也換成支持DDR5的，仍然采用ODT60的端接，仿真后波形如下圖3所示。

從仿真結果可以看出，速率提升到6400Mbps時，長stub的L14層走線信號眼圖急劇變差，眼高和眼寬都明顯小于短stub的L5層走線，說明DDR5的數據信號還是要適當考慮stub的影響，PCB設計時就要考慮stub較短的層面。

同時我們又驗證了某廣泛使用的FPGA支持DDR5信號的模型，在其他不變的情況下只是換了主控的模型，仿真結果如下圖4所示。

換了驅動后，仿真結論還是一樣的，長stub的信號沿變緩了很多，導致眼高和眼寬都變小了。

考慮到現在LPDDR5的應用也越來越多了，且我們也已經仿真過很多啦，接下來我們就用LPDDR5模型再來驗證一下長短Stub的影響。拓撲還是不變，驅動和接收換成支持LPDDR5的模型，在數據速率8533Mbps 時不開均衡的仿真對比結果如下圖5所示。

圖5 速率8533Mbps時數據信號寫眼圖

可以看到有長stub的L14層信號的眼圖急劇變差，jitter變大了很多，比短stub的L5層走線的信號眼高和眼寬都小了，裕量相對變少，說明速率越高后stub的影響還是比較大，此時盡量保持短stub層走線，至于是否一定要背鉆，還是要看情況，大多數情況下還是可以不用的，畢竟背鉆需要額外增加成本，可以優先走stub短的層。如果實在避免不了長stub的層，我們還是可以參考高速信號stub長度的經驗，當stub長度(單位mil)超過1.5倍的300/信號速率（單位Gbps），盡量或必須背鉆。不考慮成本的情況下，當stub長度(單位mil)超過300/信號速率（單位Gbps）時就可以做背鉆了。

講到背鉆，就不得不提一博珠海PCB制板廠，專注于高端快件，提供高品質的高多層、高速、高精密、HDI等PCB生產制造，在核心技術指標方面，板廠背鉆STUB公差可達到1-5mil，針對 20 層 PCB 產品，其生產交付周期最快可壓縮至 8 天內，有效滿足客戶對高端 PCB 產品的高精度、快交期需求。

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