DDR3协议(四)Self-Refresh&Power-Down

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了DDR3协议(四)Self-Refresh&Power-Down。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

在DDR3中几乎所有的状态都要求时钟必须处于稳定状态,只有在两个条件下,输入时钟可以进行切换,

  • Self-Refresh mode
  • Precharge Power-Down mode

Refresh&Self-Refresh

时延参数

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Refresh

  • DDR为维持自身的数据,每隔固定时间必须要进行一次Refresh操作。
  • 进行Refresh之前需要进行Precharge操作后处于Idle状态,并要满足tRP的最小时延要求。
  • Refresh结束之后,所有bank也是处于Idle状态。
  • 进行Refresh与下一次有效命令(除去NOP / DES)之间,需要满足最小时间tRFC。
  • 考虑到命令的调度性能,Refresh命令的间隔可以灵活调整,最大不能超过 9 x tREFI。
    ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Self-Refresh

  • 处于Self-Refresh状态,DDR在系统power-down的状态下,不需要时钟仍能保持数据;
  • 进入Self-Refresh状态前需要进行Precharge操作后处于Idle状态,并满足tRP最小时延要求;
  • 进入Self-Refresh状态前,ODT功能需要关闭,ODT需要提前(ODTL+0.5tCK)拉低;
  • 对于DLL ON的配置下,进入Self-Refresh状态会自动降DLL disable,退出时自动进行enable;
    ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Power Down

Power Down的进入和退出

  • CKE拉低的同时,DDR进入Power-Down状态;
  • 如果所有Bank都处于关闭状态,DDR将进入Precharge Power-Down状态;只要有Bank处于激活状态,则进入Active Power-Down状态;
  • 在进入Power-Down且为faster Power-Down退出时,DLL必须维持Lock状态,否则在退出Power-Down状态后,DLL必须进行复位操作。

退出Power-Down的时序参数以及对应配置如下:
ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Power-Down时序及对应参数

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Power-Down进入和退出时序

图中tXP为Fast Exit Mode的退出时序,如配置为Slow Exit Mode需要等待tXPDLL,图示如下:
ddr tmod_f3,DDR,硬件工程
Refresh/Active/Precharge/MRS to Power-Down
几者的区别在于Command to Power-Down的时延要求不一致,下图仅以MRS为例

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Power-Down after RD&RDA

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Power-Down after WR

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

Power-Down after WRA

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程
与WR->Power-Down的时序区别在于tWRAPDEN 和 tWRPDEN(中间的固定值X是对于BL8或者BC4 OTF为4; 对于BC4应为2)
tWRAPDEN = WL+X+WR+1(通过上图也明显看出)
tWRPDEN = WL+X+(tWR/tCK)
对于WR和tWR/tCK这个应该怎么理解? -> tWR根据协议上不同的速率下有不同的最小值要求,WR是根据MR0进行配置得来,两者不相关?

Power-Down Enter-Exit-Enter

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程
相对于前面的power-down时序,需要额外满足tCKE即可

Power-Down Exit-Refresh-Enter

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程
对于Exit Power-Down之后进行Refresh操作,需要保证下一次进入Power-Down时满足DLL lock时序

Power-Down Refresh-Enter-Exit-Enter

ddr tmod_f3,DDR,硬件工程
Power-Down在Refresh之后进入,在正常退出Power-Down满足其时序的同时,也需要满足Refresh到下一个Valid命令的最小延迟tRFC后,再进入Power-Down

Power Down下切换时钟频率

  • 如果RTT_NOM使能,在进入Power Down时,需要将ODT保持为0;如未使能,则可不关注;
  • Power Down期间CKE保持为低,输入频率只能在最小与最大支持频率间切换;
  • 在退出Power Down状态后,需要通过MRS命令对DLL进行RESET操作;
  • 通过MRS命令对WR\CL\CWL进行重新配置,以适配新频率,且此期间CKE必须维持为1;
  • 在DLL Re-lock期间,ODT保持为0,CKE保持为1;
    ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

DLL

  • 上述切换频率中都有提到DLL这个功能,同时在切换时钟的频率只能在约束的最小、最大之间进行。
  • 对于这个频率的限制的原因之一就是DLL的存在,因为DLL去做相位的调整和锁定,是有支持的时钟范围在,当DLL off的状态下,DDR时钟可以降到更低的频率来进行处理。
  • DLL的切换也是基于Self-Refresh来完成。

DLL on to off

  • DDR进行Precharge且处于Idle状态,ODT维持高阻;
  • 发起MRS配置MR1 bit0为1,将DLL disable;
  • 等待tMOD时间,发起Self-Refresh(需要满足Self-Refresh对应时序);
  • 修改频率,并等待时钟稳定;
  • 退出Self-Refresh状态(ODT在使能的情况下,必须维持为0);
  • 等待tXS后,发起MRS命令配置对应寄存器。
    ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

DLL off to on

基本与DLL on->off过程类似,主要区域在于:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-611169.html

  • 先修改频率,退出Self-Refresh之后再使能DLL,并进行DLL Reset操作;
  • 发起DLL Reset操作后等待至少tDLLK时间,才能进行读写之类需要DLL lock状态的命令。
    ddr tmod_f3,DDR,硬件工程

到了这里,关于DDR3协议(四)Self-Refresh&Power-Down的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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