DDR測試--SDRAM時(shí)鐘分析案例

前個(gè)周末接到了一個(gè)朋友的電話(huà)，詢(xún)問(wèn)我如果內存有問(wèn)題，需要測試哪些項目？對于這個(gè)很常見(jiàn)的問(wèn)題，我習慣性的回答他先測量?jì)却鏁r(shí)鐘和讀寫(xiě)時(shí)序看看，然后結束了通話(huà)。沒(méi)過(guò)一會(huì )，我那朋友又打過(guò)來(lái)，告訴我他遇到一個(gè)怪事，他用探頭點(diǎn)測內存時(shí)鐘時(shí)，系統的程序不卡了，可以順利啟動(dòng)并運行。聽(tīng)到這個(gè)描述，我頓時(shí)感興趣了，開(kāi)始仔細詢(xún)問(wèn)待測試的電路和測試儀器。

待測試的電路板的內存控制器為A公司的ARM架構的MCU，內存為Micron的SDRAM，內存時(shí)鐘頻率為100MHz，測試儀器為某200M帶寬示波器，探頭為示波器標配的無(wú)源探頭。在以往的探頭培訓中，我曾多次給客戶(hù)講探頭的重要性，在我的幻燈片中有以下幾句話(huà)：
在把探頭連接到電路上時(shí)，可能會(huì )發(fā)生下面三種情況:
1. 您可以把實(shí)際波形形狀傳送到示波器屏幕上。
2. 探頭可能會(huì )改變波形形狀，您會(huì )在示波器上觀(guān)察到不同形狀的信號。
3. 您可能會(huì )改變被測設備的運行(良好的設備可能會(huì )開(kāi)始不能正確運行，或反之)

顯然，今天我這位朋友遇到的情況正好滿(mǎn)足第三種的最后三個(gè)字，即探頭使運行異常的設備變正常了。如果這樣的情況能經(jīng)常發(fā)生，想必每位加班debug電路的工程師都可以不再苦惱，只需一個(gè)合適的探頭就可以找到問(wèn)題原因并解決問(wèn)題了。

從無(wú)源探頭的原理來(lái)看，如圖1所示為常見(jiàn)的無(wú)源探頭的簡(jiǎn)化電路圖，通常示波器標配的無(wú)源探頭的直流輸入電阻為10兆歐（探頭的9兆歐與示波器前端1兆歐串聯(lián)），輸入電容為10pf左右，與9兆歐電阻并聯(lián)。當待測試信號的頻率較高時(shí)，容抗隨著(zhù)頻率升高而減小，所以無(wú)源探頭整體的輸入阻抗變小，當頻率為100MHz時(shí)，輸入阻抗為159歐。

回到和朋友的對話(huà)，既然無(wú)源探頭在100MHz時(shí)等效于100多歐的電阻，于是我建議他找個(gè)100歐的電阻并聯(lián)端接到內存芯片的時(shí)鐘上，即時(shí)鐘信號接100歐電阻到地。十多分鐘后，朋友告訴我并聯(lián)100歐電阻后系統正常工作了，可以結束加班了。不過(guò)從示波器僅有的200MHz帶寬來(lái)看，是根本無(wú)法準確測量100MHz的時(shí)鐘信號的，所以，我們約定幾天后把電路板帶到力科深圳的實(shí)驗室用更高帶寬的示波器進(jìn)行測量，這樣可以準確分析端接電阻前后的時(shí)鐘波形。