在存储器中,对于 Bit line 较少的数据传输,通过 传统无源总线终端电阻器(戴维南端接)将 DDR 传 输线阻抗与电源阻抗匹配,可以很好的降低成本(如 图 1)。
图 1.源总线终端线路图
当 Q1 导通时,Q2 关断,电流通过电阻 RS 和 RT 从 VDDQ 流到 VTT,此时 VTT 终端 Sink 电流,接收器输 入电压(Vin)高于 Vref,Receiver 实现数字信号“1” 输入;
当 Q2 导通时,Q1 关断,电流从 VTT 通过 RT 和 RS 经 Q2 到地,VTT 终端 Source 电流,此时 Vin 低 Vref, Receiver 实现数字信号“0”输入。
一、 为了获取更快的数据传输率和保证数据传输的稳定, 越来越多的工业、汽车、通信和便携式电子系统使 用 DDR 存储器进行数据传输。
在 DDR 存储器中,多个 Bit line 共享一个 VTT 电 压。在 DDR 数据读写中,为了保证接收端数据读写 准确,Vin 必须大于或小于 Vref 电压 125mV 才能保 证比较器的正确翻转。
以 DDR4 为例,假设共有 50 Bit lines。此时传统 的无源终端电阻器就要考虑功耗的问题,特别是在 High-bit line 与 Low-bit line 不对称时,此时不 得不降低 RP 电阻。
一般 Q1 和 Q2 的导通阻抗几十欧姆(以 20Ω为例), 在 DDR4 中,当高 bit 位多于低 bit 位时,VTT 吸收 电流,为了保证数据读写的准确,推算公式:
VDDQ-VTT)*{ RT/(RQ1+RS+RT)}+VTT=(1.2-0.6)*(25/65)+0.6≥0.725
计算得出 VTT 电压不能小于 0.428V。
以此 DDR4 为例,当全为低 bit 位时,为了保证 VTT 电压,此时 RP 电阻不能超过 1Ω,将带来的 0.92W 的功耗,计算公式:
VDDQ2/{RP+RP//[(RT+RS+RQ2)/50]}={1.22/[1+1//(65/50)]}
而因 RP 电阻就额外带来了 0.78W 的功耗,这将是无 法接受的。
二、 与无源端接相比,有源端接(图 2)的优势是可以提 供具有大电流输出能力的稳定 VTT 电压,这样可以从源头上避免无源终端因阻抗匹配问题造成读写数 据错误,同时,由于 Rp 分压电阻的去除,可以大大 提升系统效率。
图 2
如图 1、图 2 所示,VTT 是一个同时具有 Sink 和 Source 能力的有源终端,它的工作模式和无源端接 一样,但是在 Sink 或者 Source 电流时,有源端接 通过内部环路自动调整 VTT 电压,保证 VTT 电压始 终等于 1/2*VDDQ。
思瑞浦推出的 TPL51200 是一款适用于 DDR 内存总 线终端电源的高性能线性稳压器。和一些 DCDC 解决方案比较,TPL51200 减少了器件 数量,节省了板子的空间和系统成本。只需要较少 的 MLCC 电容,在全温度范围内(-40ºC to +85ºC)拥有很好的负载调整率,如(图 3)所示。
图 3
同时 TPL51200 也具备很好的瞬态调整能力,如(图 4)所示。
图 4
TPL51200 内置软启(如图 5)、短路保护(如图 6)、 过流保护、过温保护等功能,还可以监视输出电压 的 PGOOD 脚,帮助确认 VTT 的建立,保证数据读写 的准确性。
图 5
图 6
DDR终端电源芯片TPL51200能满足所有DDR、DDR2、 DDR3、DDR3L、DDR4、LPDDR4 等 VTT 总线终端电源的 需求。