電源管理IC是DDR SDRAM存儲器的理想選擇
最后,應(yīng)選擇足夠大的VREF電流(IREF),使VREF電源具有足夠低的阻抗以提供良好的抗干擾性(小于5mA)。綜上所述,128MBDDR存儲器的主要靜態(tài)設(shè)計(jì)參數(shù)如下:
VDDQ=2。5V;
IDDQ=0。396A(平均值)或者3。11A(峰值)(提供電流);
VTT=VDDQ/2=1。25V;
ITT=0。528A(平均值),3。11A峰值(提供和吸收電流);
VREF=VDDQ/2=1。25V;
IREF=5mA。
當(dāng)然,除了向終端負(fù)載供電外,如果VDDQ還向其它負(fù)載供電,則必須相應(yīng)增大其容量。
瞬態(tài)工作模式
DDR存儲器的官方文件JEDECJESD79andJESD8-9規(guī)定,VTT電壓必須等于VDDQ電壓的一半,且誤差必須小于±3%。這個誤差應(yīng)該包括信號線轉(zhuǎn)換引起的總線上的負(fù)載瞬變。但若要估計(jì)VTT電源所需的電容大小,還缺少兩個必要參數(shù)。JEDEC規(guī)范沒有說明VTT跟隨VDDQ變化緊密程度(兩者的差別),也沒有規(guī)定VTT的最大負(fù)載瞬態(tài)。
實(shí)際上,該規(guī)范希望使噪聲容限最大化,因此不強(qiáng)制VTT在所有時間都等于VDDQ的一半,兩者差別越大,系統(tǒng)就越魯棒。因此,產(chǎn)生VTT最好需要一個帶寬較寬的開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
對于VTT負(fù)載瞬態(tài),電流將從+3。11A階躍到-3。11A,從提供電流轉(zhuǎn)到吸收電流。這個具有40mV窗口的6。22A階躍需要一個有效串聯(lián)電阻(ESR)僅為7mΩ的輸出電容,但從兩個方面的實(shí)際考慮可以降低這個要求。
首先,實(shí)際的DDR存儲器并不真正需要3。11A的電流,測量表明典型電流在0。5~1A范圍內(nèi)。其次,吸收電流和提供電流兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變非???,以致轉(zhuǎn)換器檢測不到過渡過程。為了從最大正向電流轉(zhuǎn)到最大負(fù)向電流,要求總線從全1轉(zhuǎn)到全0,然后在至少等于轉(zhuǎn)換器翻轉(zhuǎn)間隔的一段時間內(nèi),保持該狀態(tài)不變。因?yàn)檫@個時間間隔為10μs數(shù)量級,總線的工作頻率為100MHz,所以需要在全0狀態(tài)保持1000個周期。這樣,事實(shí)上VTT輸出電容的ESR大約只需要40mΩ。
待機(jī)工作模式
DDR存儲器支持待機(jī)工作模式。在這種模式下,存儲器保持其內(nèi)容而不再進(jìn)行尋址訪問,可在處于待機(jī)狀態(tài)的筆記本電腦中看到這種工作模式。在待機(jī)模式下存儲器芯片沒有通訊活動,因此VTT電源可以關(guān)閉以節(jié)省電能。當(dāng)然,VDDQ必須處于工作狀態(tài)以使存儲器保持其內(nèi)容。
線性調(diào)節(jié)與開關(guān)調(diào)節(jié)
正如前面提到的,DDR系統(tǒng)的平均功率消耗為:PDDQ=990mW,PTT=660mW。總功耗為PTOTDDR=990mW+660mW=1650mW。比較而言,一個同等容量的DRAM系統(tǒng)消耗功率為2040mW。
如果為VTT端接一個線性調(diào)壓器,根據(jù)VOUT/VIN=VTT/VDDQ=0。5,該P(yáng)TT功率只有50%的使用效率,這樣額外的660mW功率就消耗在VTT調(diào)壓器上,從而使整個功率消耗上升到1650+660=2310mW。這個數(shù)值大于SDRAM存儲器消耗的相應(yīng)功率,這使DDR存儲器的優(yōu)點(diǎn)不復(fù)存在,而只有低功耗的虛名而已。
至于PDDQ的推出,相對于傳統(tǒng)3。3V的電源,大多數(shù)電源優(yōu)勢來自于2。5V的VDDQ。但是在典型的PC環(huán)境中,電源提供3。3V電壓,而不是2。5V電壓,2。5V電壓需要由主板來提供。另外,除非采用一個有效的調(diào)壓機(jī)制來產(chǎn)生VDDQ,否則就會喪失低功耗的優(yōu)勢。因此開關(guān)調(diào)壓將成為處理DDR存儲器PDDQ和PTT功率的最佳選擇。
在采用DDR2的情況下,VDDQ從2。5V下降到1。8V,VTT從1。25V下降到0。9V,吸收/提供電流的能力為±13。4mA,因此DDR2存儲器所消耗的功率要比第一代DDR小很多。
例如,DDR2-533的功耗大約只有DDR400的一半。前面針對DDR所做的所有靜態(tài)和動態(tài)分析也適用于DDR2。DDR2的終端設(shè)計(jì)與圖1中所示的DDR的終端略微有些不同,它的終端電阻集成在存儲器片上,而非布置在主板上,另外還需要一個外部VTT終端電壓。由于DDR2的功耗很低,因此可以使用線性調(diào)壓器,特別是當(dāng)簡潔和低成本比減小功耗更重要的應(yīng)用中,更是如此。
評論