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RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束

RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 依据原稿核对电路、接口约束、PCB 与验证边界。

· ArmSoM Editorial · 6 分钟阅读

本系列依据 RK3568 Hardware Design Guide V1.1(中文,2021-06-08)及独立的 High Speed PCB Design Guide V1.0.0(英文,2021-04-12),围绕具体工程问题重组。ArmSoM Sige3 采用 RK3568B2,可结合其板卡文档学习与评估本系列设计问题。芯片级参考电路不等同于 Sige3 的实际原理图或全部引出接口;SDK/BSP、内核、硅版本、固件与外设组合须逐项核对。数值是原稿参考,未经 ArmSoM 硬件验证。

CN V1.1 §2.1.7; §3.2.2 · EN PCB V1.0.0 §1.20–1.26

先确定内存类型与映射

指南列出 DDR3/DDR3L/LPDDR3/DDR4/LPDDR4/LPDDR4X,32-bit 数据总线、2 ranks 和最大 8GB 寻址。8-bit ECC 仅在所列 DDR3/DDR3L/DDR4 模式中支持,不能推广到全部类型。PDF 26–28 的 PHY 映射表按内存类型改变,不能把一份 DDR4 网络名表直接套给 LPDDR4;原理图、训练参数、PCB 拓扑与颗粒支持清单必须一致。

拓扑不能只按布线方便选择

中文稿分别给出 DDR3/DDR3L、DDR4 的 T 和 Fly-by 拓扑,以及 LPDDR3/4/4X 的点对点连接。应同时核对参考终端、VREF、RZQ、电源去耦与上电时序。LPDDR4/4X 兼容设计尤其需要检查 DDRPHY_VDDQ/VDDQL 和颗粒电源,不能只切换软件型号。容量和温度等级、rank 数、颗粒布局变化都应纳入训练与压力测试。

正确理解 LPDDR 等长表

英文高速 PCB 稿的 LPDDR3/4/4X 表写 DQ、DM 与同字节 DQS 的长度差 <600mil,并明确“不必把 DQ/DM 拉到与 DQS 等长,应尽量短”。LPDDR3 的 CA–CLK <30mil、DQS–CLK <1500mil;LPDDR4/4X 分别为 <500mil、<1200mil。DQS 与 CLK 差分对内均 <12mil。不要把这些规则套到 DDR3/DDR4 的 T/Fly-by 分段约束上。

从 PCB 规则到可重复验证

单端参考阻抗为 50Ω±10%,差分 100Ω±10%。字节间、同字节 DQ 间、CA 间至少 2W;DQ 到 DQS、CLK 到其他线推荐 3W,至少 2W。审核应输出每种网络组的约束报告,记录拓扑、层叠和过孔;再做冷启动、反复掉电、温度边界与目标频率负载验证。本文没有 ArmSoM 实测带宽或误码率数据。

引脚交换与 RZQ 的限制

DDR3/DDR3L 与 DDR4 支持整字节换组及字节内 DQ 交换,但 CA 不可交换。ECC 字节不能与普通字节交换;DDR4 ECC 字节内的 DQ 也不能交换。LPDDR3 必须保持第一个 D0–D7 字节及对应 DQS/DM,一般字节才可按原稿规则换组。LPDDR4/4X 的 DQ 与 CA 均不可对调。DDR_RZQ(H7)的 120Ω、1% 电阻在 DDR3/DDR3L/DDR4/LPDDR3 时接地,在 LPDDR4/4X 时接 DDRPHY_VDDQ。不要只因阻值相同而忽略连接方向。

原稿 ECC 接线疑点

中文第 28 页把 DDR3/DDR3L 的 DQSU 同时写为接电源和接地,文字重复了网名。本篇不据此生成接线指令;需结合该页图 2–12 和所选颗粒数据手册核对正负脚。下表完整保留表 2–5 的 85 行 PHY 标识符,便于逐网审查,但不是可直接用于任意颗粒的原理图。

PHY DDR4 LPDDR4/LPDDR4x DDR3 LPDDR3
DDR_DQ0_A DDR4_DQL0_A LPDDR4_DQ0_A DDR3_DQ0 LPDDR3_D15
DDR_DQ1_A DDR4_DQL2_A LPDDR4_DQ1_A DDR3_DQ1 LPDDR3_D14
DDR_DQ2_A DDR4_DQL4_A LPDDR4_DQ2_A DDR3_DQ2 LPDDR3_D10
DDR_DQ3_A DDR4_DQL6_A LPDDR4_DQ3_A DDR3_DQ3 LPDDR3_D9
DDR_DQ4_A DDR4_DQL7_A LPDDR4_DQ4_A DDR3_DQ4 LPDDR3_D13
DDR_DQ5_A DDR4_DQL5_A LPDDR4_DQ5_A DDR3_DQ5 LPDDR3_D12
DDR_DQ6_A DDR4_DQL3_A LPDDR4_DQ6_A DDR3_DQ6 LPDDR3_D8
DDR_DQ7_A DDR4_DQL1_A LPDDR4_DQ7_A DDR3_DQ7 LPDDR3_D11
DDR_DM0_A DDR4_DML_A LPDDR4_DM0_A DDR3_DM0 LPDDR3_DM1
DDR_DQS0P_A DDR4_DQSL_P_A LPDDR4_DQS0P_A DDR3_DQS0P LPDDR3_DQS1P
DDR_DQS0N_A DDR4_DQSL_N_A LPDDR4_DQS0N_A DDR3_DQS0N LPDDR3_DQS1N
DDR_DQ8_A DDR4_DQU3_A LPDDR4_DQ8_A DDR3_DQ8 LPDDR3_D25
DDR_DQ9_A DDR4_DQU1_A LPDDR4_DQ9_A DDR3_DQ9 LPDDR3_D24
DDR_DQ10_A DDR4_DQU7_A LPDDR4_DQ10_A DDR3_DQ10 LPDDR3_D28
DDR_DQ11_A DDR4_DQU5_A LPDDR4_DQ11_A DDR3_DQ11 LPDDR3_D29
DDR_DQ12_A DDR4_DQU2_A LPDDR4_DQ12_A DDR3_DQ12 LPDDR3_D26
DDR_DQ13_A DDR4_DQU4_A LPDDR4_DQ13_A DDR3_DQ13 LPDDR3_D31
DDR_DQ14_A DDR4_DQU6_A LPDDR4_DQ14_A DDR3_DQ14 LPDDR3_D30
DDR_DQ15_A DDR4_DQU0_A LPDDR4_DQ15_A DDR3_DQ15 LPDDR3_D27
DDR_DM1_A DDR4_DMU_A LPDDR4_DM1_A DDR3_DM1 LPDDR3_DM3
DDR_DQS1P_A DDR4_DQSU_P_A LPDDR4_DQS1P_A DDR3_DQS1P LPDDR3_DQS3P
DDR_DQS1N_A DDR4_DQSU_N_A LPDDR4_DQS1N_A DDR3_DQS1N LPDDR3_DQS3N
DDR_DQ0_B DDR4_DQU7_B LPDDR4_DQ0_B DDR3_DQ16 LPDDR3_D1
DDR_DQ1_B DDR4_DQU5_B LPDDR4_DQ1_B DDR3_DQ17 LPDDR3_D5
DDR_DQ2_B DDR4_DQU3_B LPDDR4_DQ2_B DDR3_DQ18 LPDDR3_D6
DDR_DQ3_B DDR4_DQU1_B LPDDR4_DQ3_B DDR3_DQ19 LPDDR3_D4
DDR_DQ4_B DDR4_DQU0_B LPDDR4_DQ4_B DDR3_DQ20 LPDDR3_D2
DDR_DQ5_B DDR4_DQU6_B LPDDR4_DQ5_B DDR3_DQ21 LPDDR3_D3
DDR_DQ6_B DDR4_DQU4_B LPDDR4_DQ6_B DDR3_DQ22 LPDDR3_D7
DDR_DQ7_B DDR4_DQU2_B LPDDR4_DQ7_B DDR3_DQ23 LPDDR3_D0
DDR_DM0_B DDR4_DMU_B LPDDR4_DM0_B DDR3_DM2 LPDDR3_DM0
DDR_DQS0P_B DDR4_DQSU_P_B LPDDR4_DQS0P_B DDR3_DQS2P LPDDR3_DQS0P
DDR_DQS0N_B DDR4_DQSU_N_B LPDDR4_DQS0N_B DDR3_DQS2N LPDDR3_DQS0N
DDR_DQ8_B DDR4_DQL0_B LPDDR4_DQ8_B DDR3_DQ24 LPDDR3_D18
DDR_DQ9_B DDR4_DQL2_B LPDDR4_DQ9_B DDR3_DQ25 LPDDR3_D19
DDR_DQ10_B DDR4_DQL4_B LPDDR4_DQ10_B DDR3_DQ26 LPDDR3_D22
DDR_DQ11_B DDR4_DQL6_B LPDDR4_DQ11_B DDR3_DQ27 LPDDR3_D23
DDR_DQ12_B DDR4_DQL7_B LPDDR4_DQ12_B DDR3_DQ28 LPDDR3_D16
DDR_DQ13_B DDR4_DQL5_B LPDDR4_DQ13_B DDR3_DQ29 LPDDR3_D17
DDR_DQ14_B DDR4_DQL1_B LPDDR4_DQ14_B DDR3_DQ30 LPDDR3_D20
DDR_DQ15_B DDR4_DQL3_B LPDDR4_DQ15_B DDR3_DQ31 LPDDR3_D21
DDR_DM1_B DDR4_DML_B LPDDR4_DM1_B DDR3_DM3 LPDDR3_DM2
DDR_DQS1P_B DDR4_DQSL_P_B LPDDR4_DQS1P_B DDR3_DQS3P LPDDR3_DQS2P
DDR_DQS1N_B DDR4_DQSL_N_B LPDDR4_DQS1N_B DDR3_DQS3N LPDDR3_DQS2N
DDR_ECC_DQ0 DDR4_ECC_DQ7 - DDR3_ECC_DQ0 -
DDR_ECC_DQ1 DDR4_ECC_DQ0 - DDR3_ECC_DQ1 -
DDR_ECC_DQ2 DDR4_ECC_DQ2 - DDR3_ECC_DQ2 -
DDR_ECC_DQ3 DDR4_ECC_DQ1 - DDR3_ECC_DQ3 -
DDR_ECC_DQ4 DDR4_ECC_DQ6 - DDR3_ECC_DQ4 -
DDR_ECC_DQ5 DDR4_ECC_DQ4 - DDR3_ECC_DQ5 -
DDR_ECC_DQ6 DDR4_ECC_DQ3 - DDR3_ECC_DQ6 -
DDR_ECC_DQ7 DDR4_ECC_DQ5 - DDR3_ECC_DQ7 -
DDR_ECC_DM DDR4_ECC_DM - DDR3_ECC_DM -
DDR_ECC_DQSP DDR4_ECC_DQSP - DDR3_ECC_DQSP -
DDR_ECC_DQSN DDR4_ECC_DQSN - DDR3_ECC_DQSN -
AC0 DDR4_A0 LPDDR4_CLKP_B DDR3_A9 -
AC1 DDR4_A1 - DDR3_A2 -
AC2 DDR4_A2 LPDDR4_A1_A DDR3_A4 LPDDR3_A6
AC3 DDR4_A3 LPDDR4_CKE1_A DDR3_A3 -
AC4 DDR4_A4 LPDDR4_A3_B DDR3_BA1 LPDDR3_A3
AC5 DDR4_A5 LPDDR4_A5_B DDR3_A11 LPDDR3_A2
AC6 DDR4_A6 LPDDR4_A1_B DDR3_A13 LPDDR3_A1
AC7 DDR4_A7 LPDDR4_ODT0_CA_B DDR3_A8 -
AC8 DDR4_A8 LPDDR4_ODT0_CA_A DDR3_A6 LPDDR3_A9
AC9 DDR4_A9 LPDDR4_CLKN_B DDR3_A5 -
AC10 DDR4_A10 LPDDR4_CKE0_B DDR3_A10 -
AC11 DDR4_A11 LPDDR4_A0_A DDR3_A7 LPDDR3_A8
AC12 DDR4_A12 LPDDR4_A3_A DDR3_BA2 -
AC13 DDR4_A13 LPDDR4_A0_B DDR3_A14 LPDDR3_A0
AC14 DDR4_A14_WEN LPDDR4_A4_A DDR3_A15 LPDDR3_A5
AC15 DDR4_A15_CASN LPDDR4_A2_A DDR3_A0 -
AC16 DDR4_A16_RASN LPDDR4_A5_A DDR3_RASN LPDDR3_A7
AC17 DDR4_ACTN LPDDR4_CKE1_B DDR3_CASN -
AC18 DDR4_BA0 LPDDR4_A2_B DDR3_A1 -
AC19 DDR4_BA1 LPDDR4_A4_B DDR3_A12 LPDDR3_A4
AC20 DDR4_BG0 LPDDR4_ODT1_CA_B DDR3_WEN -
AC21 DDR4_BG1 LPDDR4_ODT1_CA_A DDR3_BA0 -
AC22 DDR4_CKE LPDDR4_CKE0_A DDR3_CKE LPDDR3_CKE
AC23 DDR4_CLKP LPDDR4_CLKP_A DDR3_CLKP LPDDR3_CLKP
AC24 DDR4_CLKN LPDDR4_CLKN_A DDR3_CLKN LPDDR3_CLKN
AC25 DDR4_CS0N LPDDR4_CS0N_A DDR3_ODT1 LPDDR3_ODT0
AC26 DDR4_CS1N LPDDR4_CS1N_A DDR3_CS1N LPDDR3_ODT1
AC27 DDR4_ODT0 LPDDR4_CS1N_B DDR3_ODT0 LPDDR3_CS1N
AC28 DDR4_ODT1 LPDDR4_CS0N_B DDR3_CS0N LPDDR3_CS0N
AC29 DDR4_RESETN LPDDR4_RESETN DDR3_RESETN -

DDR3/DDR4 与 ECC 的分段布线表

英文 PCB 稿第 32–43 页将数据、控制、命令三类分开。DDR3/DDR4 及其 ECC 数据表共用下列数据规则,但 ECC 控制拓扑的 M 区为 43Ω±10%,不是普通 50Ω。M、L1、L2a、L2b 必须按对应原图理解;不能把长度边界施加到错误的分支。原稿要求控制与命令线尽可能短,CA 间距 ≥2W。

模式 阻抗 原稿长度约束
DDR3 / DDR3 ECC / DDR4 / DDR4 ECC: data 50Ω±10% / 100Ω±10% DQ–DQS <600mil; DM–DQS <600mil; DQS–CLK <1500mil; P/N <12mil
DDR3 control 50Ω±10% / 100Ω±10% CSn/CKE/ODT–CLK <30mil; L2a–L2b ≤20mil; L2a(CSn/CKE/ODT/CLK) ≤600mil
DDR4 control 50Ω±10% / 100Ω±10% CSn/CKE/ODT–CLK <30mil; L2a–L2b ≤20mil; L2a(CSn/CKE/ODT) ≤600mil
DDR3 / DDR4 command 50Ω±10% L1(command–CLK) <600mil; L2a–L2b ≤20mil; L2a(command) ≤600mil
DDR3 ECC / DDR4 ECC control M:43Ω±10%; outside M:50Ω±10%; differential:100Ω±10% CSn/CKE/ODT–CLK <60mil
DDR3 ECC / DDR4 ECC command M:50Ω±10%; outside M:50Ω±10% command–CLK <600mil

原稿参数与约束

项目 原稿参考
LPDDR3 CA–CLK / DQS–CLK <30mil / <1500mil
LPDDR4/4X CA–CLK / DQS–CLK <500mil / <1200mil
DQ/DM–DQS <600mil
DQS P/N; CLK P/N <12mil

原稿配图

下列为原稿页面截图,供核对电路、图例与上下文,正文及参数表保留为可编辑文字。中文主指南没有对应英文整稿,因此其截图在四语中均保留中文;独立英文 PCB 稿的截图明确标为英文来源。PDF 页码均为物理页码。

RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 中文硬件设计指南, PDF 31

中文硬件设计指南 · PDF 31

RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 中文硬件设计指南, PDF 34

中文硬件设计指南 · PDF 34

RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 英文高速 PCB 指南, PDF 44

英文高速 PCB 指南 · PDF 44

RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 英文高速 PCB 指南, PDF 33

英文高速 PCB 指南 · PDF 33

RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 英文高速 PCB 指南, PDF 34

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RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 英文高速 PCB 指南, PDF 36

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RK3568 DDR 设计:颗粒、拓扑、ECC 与布线约束 — 英文高速 PCB 指南, PDF 37

英文高速 PCB 指南 · PDF 37

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