[مقدمة]يحرز مجال الكمبيوتر دائمًا تقدمًا مستمرًا ، وهناك دائمًا تغييرات وتحديثات وتكرارات في التطوير تنتظر منا تجربتها واستكشافها. يعد بناء جهاز كمبيوتر جديد من البداية تجربة ممتعة ، لا سيما عندما تكون هناك معايير من الجيل الجديد.
يحرز مجال الكمبيوتر دائمًا تقدمًا مستمرًا ، وهناك دائمًا تغييرات وتحديثات وتكرارات في التطوير تنتظر منا التجربة والاستكشاف. يعد بناء جهاز كمبيوتر جديد من البداية تجربة ممتعة ، لا سيما عندما تكون هناك معايير من الجيل الجديد. بعد قولي هذا ، يجب أن نذكر موضوع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). على وجه التحديد DDR4 RAM ، والتي تصادف أن تكون المعيار الحالي في السوق. إن أهمية ذاكرة الوصول العشوائي معروفة جيدًا ، وإذا سألنا أي مهندس كمبيوتر أو شبكة ، فسيقولون إنه من المستحيل وجود ذاكرة وصول عشوائي كبيرة جدًا.
تحسين معمارية ثنائي الفينيل متعدد الكلور بناءً على تنفيذ DDR4
كما ذكر أعلاه ، فإن مشهد تكنولوجيا الكمبيوتر يتطور باستمرار. مع ظهور معايير جديدة ، يجب تكييف بنيات الجهاز وفقًا لذلك. ينطبق هذا البيان أيضًا على تغيير معيار الأجيال من DDR3 إلى DDR4.
كما أدت هذه التطورات في ذاكرة الوصول العشوائي إلى تحسين الأداء العام بشكل ملحوظ. لذلك ، للاستفادة من أحدث ذاكرة الوصول العشوائي ، يلزم إجراء تغيير في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ؛ تمامًا كما تطور معيار USB من USB 2.0 إلى USB 3.0. هذه الأنواع من التغييرات مستمرة وضرورية لأن السوق يتطلب المزيد من قوة المعالجة وأداء أفضل وميزات أكثر تقدمًا لدفع الصناعة إلى الأمام.
في حين أن معظم الناس لن يلاحظوا أو يروا التغييرات المعمارية المطلوبة لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، فإن ذلك لا يجعل هذه التغييرات الحرجة أقل أهمية.
1. لتنفيذ DDR4 ، ما هي التغييرات التي يجب إجراؤها في تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟
يأتي معدل البيانات المضاعف 4 ، أو DDR4 باختصار ، في نوعين مختلفين من الوحدات. أحد أنواع الوحدات النمطية هو وحدة الذاكرة الصغيرة المضمنة المزدوجة الصغيرة (260 سنًا) ، أو So-DIMM باختصار ، والتي تُستخدم في أجهزة الحوسبة المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة. نوع آخر من الوحدات هو وحدة الذاكرة المزدوجة المضمنة (288 سنًا) ، أو DIMM باختصار ، وتستخدم في أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم.
لذا فإن التغيير الأول في الهندسة يرجع بالطبع إلى عدد الدبوس. استخدمت DIMM من التكرار السابق (DDR3) 240 دبوسًا ، وكان So-DIMM هو 204 دبابيس. تستخدم DDR4 DIMM المذكورة سابقًا 288 سنًا. مع إضافة المسامير أو جهات الاتصال ، يوفر DDR4 سعة DIMM أكبر ، وتكامل بيانات أفضل ، وسرعات تنزيل أسرع ، وكفاءة أعلى في استخدام الطاقة.
أنواع مختلفة من رقائق ذاكرة الوصول العشوائي DDR.
إلى جانب هذا التحسين العام في الأداء ، يوجد تصميم منحني (أسفل) يسمح باتصال أفضل وأكثر أمانًا ، فضلاً عن زيادة الاستقرار والقوة أثناء التثبيت. بالإضافة إلى ذلك ، أثبت اختبار مقاعد البدلاء أن DDR4 يوفر تعزيزًا للأداء بنسبة 50٪ حتى 3200 طن متري (معدل نقل ضخم في الثانية).
وتأتي مكاسب الأداء هذه باستهلاك منخفض للطاقة: تستهلك كل وحدة DIMM 1.2 فولت فقط ، بدلاً من 1.5 إلى 1.35 فولت التي يتطلبها معيار الجيل السابق. كل هذه التغييرات تعني أنه يجب على مصممي ثنائي الفينيل متعدد الكلور إعادة تقييم مناهج التصميم لتنفيذ DDR4.
2. إرشادات تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور DDR4
إذا أردنا أداء جهاز أو مكون إلكتروني في المستوى الأمثل ، فإن تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الدقيق مطلوب ، بما في ذلك تنفيذ DDR4. هذا سهل الفهم. بالإضافة إلى الحاجة إلى دقة التصميم ، يجب أن تتوافق مع ذاكرة اليوم.
يجب على مصممي ثنائي الفينيل متعدد الكلور أيضًا مراعاة العديد من العوامل الأخرى ، مثل تخصيص المساحة والتوصيلات الحرجة. تحتاج مرحلة التصميم الأولية أيضًا إلى الإدارة ، وبالنسبة للتنفيذ الناجح ، يجب أن يفي التصميم بطوبولوجيا التوجيه ومواصفات التصميم.
من أجل إدارة البيانات بكفاءة ، يجب أن تتبع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التوجيه وأفضل الممارسات (PCBs) ، وإلا فقد ينتج عن ذلك العديد من المشاكل ، بما في ذلك القابلية للتأثر والانبعاثات المشعة. يجب على مصممي ثنائي الفينيل متعدد الكلور أيضًا استخدام التقنيات المناسبة لتحقيق انتشار واسع النطاق ومعدلات حافة عالية للحفاظ على معدلات خطأ بت منخفضة ونطاق بيانات من 1.6 إلى 3.2 جيجابت في الثانية. وبالمثل ، بدون تقنيات التصميم المناسبة ، ستواجه مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاصة بنا مشكلات تتعلق بسلامة الإشارة وتؤدي إلى الحديث المتبادل والتشويش الناتج (المفرط).
3. إرشادات توجيه DDR4 وقواعد الطول والتباعد
في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، تتطلب مسارات التوجيه المثلى وضعًا مناسبًا لموصلات DIMM والاستخدام المناسب لرقائق الذاكرة. بشكل عام ، تتطلب DDR4 SDRAM توجيهًا أقصر ومسافات مناسبة لتوقيت الذروة وسلامة الإشارة المثلى. يجب أن يقوم مصمم ثنائي الفينيل متعدد الكلور أيضًا بإجراء عمليات تبديل الدبوس في مجموعات الإشارة ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك ، في عملية التنفيذ ، ينبغي تجنب توجيه الإشارة في الفراغات وتوجيه طبقة الإشارة المجاورة لبعضها البعض وتقسيم المستوى المرجعي.
في الوقت نفسه ، إذا أمكن ، يجب علينا أيضًا توجيه إشارات واجهة الذاكرة بين مستويات الطاقة أو الأرض المناسبة (GND). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يساعد توجيه إشارة DQ (بيانات الإدخال / الإخراج) و DQS (ستروب البيانات) و DM (قناع البيانات) في نفس مجموعة حارات البايت على نفس الطبقة في تقليل أو إزالة فروق سرعة النقل. تحتوي إشارات الساعة على تأخيرات انتشار أطول من إشارات DQS ، لذلك يجب أن تكون أطوال التتبع لإشارات الساعة عادةً أطول من تتبع DQS الأطول في وحدة ذاكرة مضمنة مزدوجة.
أخيرًا ، يجب أن نضع في اعتبارنا أن كل مجموعة لوحات مختلفة ، وكذلك متطلبات التباعد. لذلك ، يجب استخدام أداة حل المجال مثل Cadence Clarity ™ 3D Solver لإنشاء تداخل أقل من -50 ديسيبل بين الإشارات الهامة. يرجى ملاحظة ما يلي: لا توجد متطلبات طول من الساعة إلى DQS ، ولكن هناك متطلبات طول من الساعة إلى القيادة / التحكم / العنوان. يعتمد متطلب الطول على Dk (ثابت العزل) للمادة وحمل كل SDRAM.
4. تعيين طبقة DDR4 ومرجع قناة البيانات
يمكن تخصيص شبكات DQS و DQ و DM لأي طبقة خطية داخلية متاحة في المكدس. بدلاً من ذلك ، يجب توجيه العنوان / الأمر / التحكم والساعة على طبقات أقرب إلى SDRAM للتقليل من خلال الاقتران.
يجب إضافة العنوان / الأوامر / التحكم فيا SDRAM Vias المتصلة بالأرض (فتحات مظللة) في كل SDRAM للتقليل من خلال الاقتران.
أيضًا ، يشير العنوان والتحكم إلى مستوى الطاقة أو الأرض اعتمادًا على وحدة التحكم. من المهم أن نلاحظ أن وحدات الذاكرة المضمنة المزدوجة لديها مستويات طاقة مرجعية للعناوين والتحكم ، في حين أن BGAs (صفائف شبكة الكرة) نادراً ما تحتوي على طائرات مرجعية للتحكم والعناوين.
يمكن أن يضيف DDR4 الكثير من التعقيد إلى التصميم ، ولكن اتباع الإرشادات يمكن أن يخفف من ذلك.
تتطلب DDR4 ، مثل معيار الجيل السابق (DDR3) ، نهج تصميم جديد للتنفيذ. من الواضح أن متطلبات التصميم قد تغيرت لتلائم الأداء المحسن ، وهو أحد الآثار الجانبية للابتكار. ومع ذلك ، فإن اتباع تقنيات التصميم والطوبولوجيا الصحيحة يمكن أن يؤدي إلى زيادة الأداء إلى أقصى حد باستخدام هذا المعيار الجديد المعاصر.
سواء كنت تقوم بتنفيذ أي شكل من أشكال ذاكرة DDR ، أو تعمل على تصميمات ذات متطلبات إشارة عالية بشكل خاص ، يمكن أن تساعدك مجموعة أدوات التصميم والتحليل من Cadence. لا يوفر لك Allegro® PCB Designer حل تخطيط لوضع المكونات وتوجيهها بشكل صحيح فحسب ، ولكنه يوفر أيضًا مجموعة كاملة من الأدوات لتحسين التحليل والإنتاج ، مما يضمن أن تكون التصاميم أسرع مما تتوقع “بمعدل بيانات مزدوج”.
(المصدر: إيقاع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومركز موارد التغليف)