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KeysightDDR ソリューション

[DDRメモリの評価、測定、テスト] [1] [2] [3] [4] [5]

目次
  1. DDR解析・評価・検証ソリューション一覧
  2. プロービング・ソリューション
  3. 基本的なDDRの動作確認・コマンドへのトリガ
  4. マウス・クリックだけで実現する”READ/WRITE”コマンドの切り分け手法
  5. DDRメモリの全自動コンプライアンス・ソフトウェア
  6. ロジックアナライザ・ソリューション
  7. 関連製品
【1】DDR解析・評価・検証ソリューション一覧

キーサイトではマウスのクリックだけでREAD/WRITWコマンドの切り分け/トリガが可能となるInfiniiSCANや、メモリコマンドへのトリガを容易にするMSO(Mixed Signal Oscilloscope)機能を始め、多くのデバッグの工数を削減する為のソリューションをご提供しています。

エンジニアのそれぞれの用途・目的に応じて、数あるソリューションから最適な一台を下記の一覧表にてご選択ください。

  オシロスコープ ロジアナ
測定器ファミリ

周波数帯域

MSO6000

~1GHzBW

InfiniiMAX対応

MSO8000

1GHzBW

InfiniiMAX対応

DSO80000

~13GHzBW

InfiniiMAX対応

16800/900
トラブルシュート

MegaZoomIII搭載

MegaZoomIII搭載

MegaZoomIII搭載

Eye Scan搭載

ミックスド・シグナル解析

MSO/ViewScope

MSO/View Scope

View Scope

View Scope

Read/Write切分け

MSOによるコマンドへのトリガ

MSOによるコマンドへのトリガ

InfiniiSCANによるDQSへのトリガ

InfiniiSCANによるへのトリガ

ロジック解析

全自動測定可能なコンプライアンス試験ソフト  × × ×
クロック信号等へのジッタ解析 ×
価格 100MH z 4ch+16ch

\99.4万~

600MHz4ch+16ch

\210万~

2GHz4ch

\316万~

シングルエンド68ch

\152万~

1GHz 4ch+16ch

\211万~

1GHz 4ch+16ch

\301万~

13GHz4ch

\1,500万~

差動対応68ch

\477万~

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【2】プロービング・ソリューション

DDRメモリ測定における大きな悩みの1つがプロービングです。プロービング・ポイントを設けるスペースがない、(プローブが大きくて)物理的に当れるプローブがない、測定する人によってプロービング結果の再現性がない、etc…。Keysightはこういった諸問題を解決するプロービング・ソリューションを提供しております。

(a)オシロスコープ
オシロスコープの測定にはInfiniiMaxプロービング・システムの半田付けタイプ図2:2-1)が最もお勧めです。先端まで帯域の保証された優れた波形品質および使い勝手を誇ります。頻繁に測定されるお客様には、基板上に複数のヘッドの部分を常に半田付けしたまま、プローブアンプを見る信号ポイントに合わせて着脱して行く方法が向いています(図2:2-2)。

図2:2-1113xA InfiniiMax Probe

図2:2-2:基板に半田付けしている様子

b)ロジック・アナライザ Embedded
ロジック・アナライザの測定にはEmbeddedの場合にはソフトタッチ・コネクターレス・プローブ図2:2-3)がお勧めです。ロジック・アナライザのプローブの中では最も高密度・高帯域ですし、コネクタが不要ですのでコストが抑えられます。各ピンが独立したバネ構造になっていて基板の反りにも強く、先端が4ポイントの針状なので酸化膜などがあっても突き破って金属面に当れます。面倒なアルコール消毒なども必要なく、どなたが測定されても同じ結果が得られます。

図2:2-3ソフトタッチ・プローブ

c)ロジック・アナライザ DIMM
DIMM
のロジック・アナライザ測定にはFuture Plus社のDIMM解析プローブ図2:2-4)をご利用下さい。DDR1 200からDDR3 1333までフル・ラインアップで揃えています。インタポーザ形式で、マザーボードとDIMMの間に挿入して、信号を取得します。SO-DIMM用もございます。

図2:2-4:各種DDR DIMM解析プローブ

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【3】基本的なDDRの動作確認・コマンドの切り分け手法

MSO6000シリーズはアナログ2/4chに加え、デジタル16chを同時に観測可能なMSO(ミックスド・シグナル・オシロスコープ)です。MegaZoomIII機能を搭載することにより、業界内でも最大クラスの最大10万波形/秒の波形更新速度を実現。この為、わずかな間欠現象も見逃しません。

図2:3-1:MSO6000シリーズ

DDR測定においては、差動信号や、より高い周波成分を正しく観測するためのアクティブ・プローブも必須となります。MSO6000シリーズであれば、InfiniiMAX等のキーサイトのInfiniiumシリーズ用アクティブ・プローブに対応した「AutoProbe Interface」を標準搭載。2chまでのアクティブ・プローブの自動認識と、電源供給をサポートしています。

 また、MSO機能を併用することで、READ/WRITEの切り分けもトリガで簡単に実現できるようになります。

 MSO6000シリーズとInfiniiMAXアクティブ・プローブを併用することで、安価でありながらもDDRの波形・動作確認やデバッグに必要となる高速な波形更新やメモリ・コマンドへのトリガ機能を1台で実現します。

図2:3-2:MSO6000による測定:“READ”コマンドへのトリガ

 

図2:3-3:MSO6000による測定:“WRITE”コマンドへのトリガ

もし、Windows®OSを搭載したMSO8000シリーズをご使用いただいている場合、上記コマンド・バスをSymbolで表示させることにより、よりデバッグ時にエンジニアが理解しやすく表示させることが可能です。

図2:3-4

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【4】マウス・クリックだけで実現する”READ/WRITE”切り分け手法

メモリ・バスの制御信号(#RAS,#CAS,#WE等)の信号でトリガをかけられないというケースも存在します。組込み機器の場合、BGAパッケージの採用等により、そもそもモニタしたい信号を捕らえるだけでも一苦労です。キーサイトのInfiniiumシリーズでは画期的なトリガ機能を実現するInfiniiScanを用いることで、DQSの信号だけをトリガとして、マウスで複数個所のゾーンをしていするだけで、”READ”,”WRITE”を簡単に切り分けることが可能です。また、更に異なるバースト長に対して、特定のバースト回数のみへのトリガも簡単に実現することが可能です。

図2:4-1:WRITEだけのアイ

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【5】DDRメモリの全自動コンプライアンス・ソフトウェア

もし、DDRのデバイスのコンプライアンス試験までを必要とされる場合、オシロスコープ本体のサンプリング速度や測定誤差が重要になってきます。キーサイトDSO80000Bシリーズ・オシロスコープは低ノイズ、低ジッタ、そして4チャネル同時20Gサンプリングの性能を持ちDDRの測定に最適です。DDR1は3~4GHz帯域、DDR2は6~8GHz帯域をお勧めします。十分な帯域やサンプリング・レートがないと、DDR波形の細かい挙動や正確なタイミング測定ができません。世に中には使用するチャネル数が増えるとサンプリング・レートが落ちるオシロスコープも存在しますのでご注意下さい。DDRではクロック、DQS、DQ、コマンドと同時に4チャネル見る場合がほとんどです。

N5413A DDR2対応コンプライアンス・ソフトウェア
DDRではクリーンなリファレンス・クロックが非常に重要になります。特にDDR2になってからはJEDECによりクロックのジッタについて細かく規定されています。Keysight N5413A DDR2クロック評価ソフト図2:5-1)を使用すれば簡単にクロックが仕様の範囲内か判定できるほか、DQの各種パラメータの合否判定を全自動で行うことが可能です。

図2:5-1N5413A DDR2クロック評価ソフト

DQSに対するDQSetup/Hold測定及びアイ・パターン評価
波形品質を素早くチェックするにはアイパターンの評価が有効です。ただDDRの場合、通常のアイの描かせ方では問題があります。DDRの規格に沿った形で評価するならば、DQの各ビットはそれぞれの対応するDQSのエッジを基準に評価しなければいけないからです。通常の描かせ方ではDQSの最初のエッジが全てのアイの基準になり、それではDDRの規格に沿っていません。Keysight E2688A 高速シリアル・データ解析ソフトのクロック・リカバリ機能を用いれば、DQSの各エッジを基準にアイを描かせる事が可能です(図2:5-2)。

図2:5-2DQSエッジを基準にDQのアイを描く

またE2688Aを用いればアイパターンがマスク・テストでFailした時、いつ不合格になったのか、元の波形に戻って確認できるマスク・アンフォールドという機能があります(図2:5-3)。パターン依存の確認など強力なデバッグ・ツールになります。

図2:5-3:マスク・アンフォールド

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【6】ロジック・アナライザ・ソリューション

Keysight 16900または 16800ロジック・アナライザを用いて、DDRシステムのロジック検証を行います。コマンド、信号間タイミング(図2:6-1)やバス効率(図2:6-2)の確認を行います。実際にシステムを組み上げた時に、想定通りに動作しない場合、違反箇所の特定および原因究明にロジック・アナライザは役立ちます。Keysight Eye Scan機能を用いると信号品質を素早く把握することも出来ます。またFuture Plus社の解析ソフトウェアがあれば、より高度な解析が可能になります。

図2:6-1コマンドやタイミングの確認

図2:6-2バス効率の確認

(a) Eye Scan機能
Keysightロジック・アナライザ標準搭載のEye Scan機能を用いれば、オシロスコープを使用せずとも全チャネルのアイパターン評価を一度に行うことが出来ます(図2:6-3)。同時に4チャネルしか測定できないオシロスコープより、はるかに効率よく信号品質の問題を切り分けられます。
またDDRのステート測定の際はサンプリング・ポイントをアイの開いている所に設定しないと安定した測定が難しくなります。Eye Scanを使えば自動的にサンプリング・ポイントを設定する事ができます。特にDDR2はアイの開きが小さいので必須です。

(b) Future Plus DDRデコード・ソフト
ロジック・アナライザで取得したデータを分かりやすいトランザクション形式に翻訳します(図2:6-4)。

(c) Future Plus トランザクション・ビューア
更に高度にパケット化した形式の表示になります(図2:6-5)。プロトコル・アナライザも表示と変わりません。

(d) Future Plus プロトコル・チェッカ&パフォーマンス・チェック・ソフト
4GHz Timing Zoomで高速サンプリングしたデータを用いて、DDRプロトコル違反を探し出し、また定量的なパフォーマンス解析も行います(図2:6-6)。このソフトはVBAを使うので、動作にはKeysight B4607Aが必要になります。

図2:6-3:Eye Scan 図2:6-4デコード
図2:6-5トランザクション・ビューア 図2:6-6プロトコル・チェッカ

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【7】関連製品

本文中で紹介した製品の詳細は以下よりご参照頂けます。

 

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