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高速大容量DDR微系统过孔串扰研究

2021年电子技术应用第11期

张景辉，曾燕萍，王梦雅，周倩蓉，闫传荣

中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214072

摘要： 随着高速数字微系统中DDR总线信号传输速率与系统集成度的不断提高，过孔串扰问题成为影响系统信号完整性的不可忽视的因素之一。基于电磁耦合理论，通过建模仿真方法量化分析了过孔串扰的主要影响因素以及串扰噪声对信号质量的影响，在此基础上提出了过孔设计的主要原则以及减小串扰噪声的优化设计方法；介绍了一种正反面腔体结构系统级封装的信号处理微系统基板，结合JEDEC标准对DDR3总线进行了仿真分析与评估，通过以上方法优化过孔串扰大大改善了DDR总线的信号完整性，验证了该方法的正确性与有效性。

關(guān)鍵詞： 过孔串扰微系统 DDR 信号完整性

中圖分類號(hào)： TN405.97
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211356
中文引用格式： 張景輝，曾燕萍，王夢(mèng)雅，等. 高速大容量DDR微系統(tǒng)過孔串?dāng)_研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(11)：100-104.
英文引用格式： Zhang Jinghui，Zeng Yanping，Wang Mengya，et al. Research on via crosstalk in high speed and large capacity DDR microsystems[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(11)：100-104.

Research on via crosstalk in high speed and large capacity DDR microsystems

Zhang Jinghui，Zeng Yanping，Wang Mengya，Zhou Qianrong，Yan Chuanrong

China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute，Wuxi 214072，China

Abstract： With the rapid increase of signal transmission rate and integration in high speed and large capacity digital microsystems, the influence of via crosstalk on signal integrity is becoming more and more prominent. Based on electromagnetic coupling theory, factors on via crosstalk and the influence of crosstalk noise on signal integrity are simulated and analyzed quantitatively by establishing simulation models. And some principles of via design and measures to decrease crosstalk noise are proposed. DDR3 bus in a microsystem in SiP(System in Package) technology, in which DDR units are mounted on both faces, is simulated and analyzed based on JEDEC DDR3 standard. Signal integrity of DDR bus is improved distinctly by reducing via crosstalk in a proper and effective measure proposed in this paper.

Key words : via crosstalk；microsystem；DDR；signal integrity

0 引言

采用并行傳輸技術(shù)的雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，DDR SDRAM)是現(xiàn)代高速數(shù)字系統(tǒng)的主流應(yīng)用，主控芯片與DDR存儲(chǔ)器之間互聯(lián)結(jié)構(gòu)的信號(hào)完整性是保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。DDR拓?fù)涞淖呔€方式、阻抗匹配、端接方式、傳輸線的反射與串?dāng)_等問題是決定DDRx并行總線信號(hào)完整性的關(guān)鍵因素，也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)^[1-3]。

隨著現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率越來越高，系統(tǒng)布線越來越密集，信號(hào)之間的串?dāng)_問題越來越突出^[1]。對(duì)于信號(hào)串?dāng)_的研究主要集中在連接器、芯片封裝與近間距的平行走線之間，過孔間的串?dāng)_問題是容易被忽略的因素。然而，對(duì)于采用系統(tǒng)級(jí)封裝(System in Package，SiP)^[4-5]的高速大容量DDR微系統(tǒng)來說，系統(tǒng)集成度進(jìn)一步提高，高速多層過孔普遍存在，造成過孔Z方向長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于水平方向的間距，過孔串?dāng)_成為不可忽視的問題。

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作者信息：

張景輝，曾燕萍，王夢(mèng)雅，周倩蓉，閆傳榮

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇無錫214072)

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