Xilinx KCU105 Evaluation Kit로 알아보는 DDR4 PCB 설계(3)

Xilinx KCU105 Evaluation Kit로 알아보는 DDR4 PCB 설계(3)

KCU105 Evaluation Kit의

PCB 파일에서 DDR4에 연결된 신호선들의 정보를 하나하나 다 뽑아냈다.

이 정보를 통해 DDR4에 필요한 신호선들에는 무엇이 있고, 또 어떻게 배선이 되어 있는지 알아보려 한다.

알레그로 PCB Editor 뷰어로 Net 속성을 확인해 보았다. 

net 이름	길이 mil	길이 mm	그룹	주요배선층	Member of Diff Pair
DDR4_DM0	2506.80	63.67	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ0	2533.30	64.35	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ1	2428.34	61.68	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ2	2477.19	62.92	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ3	2486.45	63.16	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ4	2489.47	63.23	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ5	2470.60	62.75	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ6	2446.02	62.13	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQ7	2439.29	61.96	DDR4_DATA_BYTE0	5
DDR4_DQS0_C	2424.66	61.59	DDR4_DATA_BYTE0	5	DDR4_DQS0_C,DDR4_DQS0_T
DDR4_DQS0_T	2451.09	62.26	DDR4_DATA_BYTE0	5	DDR4_DQS0_C,DDR4_DQS0_T
DDR4_DM1	2027.52	51.50	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ8	1974.86	50.16	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ9	2081.33	52.87	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ10	1942.08	49.33	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ11	2098.36	53.30	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ12	1953.02	49.61	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ13	2117.60	53.79	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ14	1956.27	49.69	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQ15	2092.55	53.15	DDR4_DATA_BYTE1	7
DDR4_DQS1_C	2078.39	52.79	DDR4_DATA_BYTE1	7	DDR4_DQS1_C,DDR4_DQS1_T
DDR4_DQS1_T	2095.28	53.22	DDR4_DATA_BYTE1	7	DDR4_DQS1_C,DDR4_DQS1_T
DDR4_DM2	1845.24	46.87	DDR4_DATA_BYTE0	3
DDR4_DQ16	1841.97	46.79	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ17	1924.10	48.87	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ18	1740.82	44.22	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ19	1911.57	48.55	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ20	1902.55	48.32	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ21	1900.83	48.28	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ22	1766.30	44.86	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQ23	1856.26	47.15	DDR4_DATA_BYTE2	3
DDR4_DQS2_C	1827.09	46.41	DDR4_DATA_BYTE2	3	DDR4_DQS2_C,DDR4_DQS2_T
DDR4_DQS2_T	1774.56	45.07	DDR4_DATA_BYTE2	3	DDR4_DQS2_C,DDR4_DQS2_T
DDR4_DM3	1326.12	33.68	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ24	1387.72	35.25	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ25	1320.60	33.54	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ26	1373.12	34.88	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ27	1313.17	33.35	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ28	1287.18	32.69	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ29	1340.87	34.06	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ30	1327.75	33.72	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQ31	1401.34	35.59	DDR4_DATA_BYTE3	5
DDR4_DQS3_C	1293.69	32.86	DDR4_DATA_BYTE3	5	DDR4_DQS3_C,DDR4_DQS3_T
DDR4_DQS3_T	1257.98	31.95	DDR4_DATA_BYTE3	5	DDR4_DQS3_C,DDR4_DQS3_T
DDR4_DM4	1659.98	42.16	DDR4_DATA_BYTE0	3
DDR4_DQ32	1676.67	42.59	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ33	1532.15	38.92	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ34	1620.36	41.16	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ35	1545.70	39.26	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ36	1684.10	42.78	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ37	1628.96	41.38	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ38	1555.90	39.52	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQ39	1496.25	38.00	DDR4_DATA_BYTE4	3
DDR4_DQS4_C	1596.49	40.55	DDR4_DATA_BYTE4	3	DDR4_DQS4
DDR4_DQS4_T	1582.70	40.20	DDR4_DATA_BYTE4	3	DDR4_DQS4
DDR4_DM5	1404.67	35.68	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ40	1497.46	38.04	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ41	1454.59	36.95	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ42	1504.94	38.23	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ43	1404.52	35.67	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ44	1528.77	38.83	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ45	1431.74	36.37	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ46	1493.84	37.94	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQ47	1413.37	35.90	DDR4_DATA_BYTE5	5
DDR4_DQS5_C	1429.58	36.31	DDR4_DATA_BYTE5	5	DDR4_DQS5
DDR4_DQS5_T	1497.66	38.04	DDR4_DATA_BYTE5	5	DDR4_DQS5
DDR4_DM6	1647.51	41.85	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ48	1645.55	41.80	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ49	1579.53	40.12	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ50	1524.88	38.73	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ51	1594.40	40.50	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ52	1615.22	41.03	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ53	1643.47	41.74	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ54	1570.53	39.89	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQ55	1581.11	40.16	DDR4_DATA_BYTE6	5
DDR4_DQS6_C	1572.71	39.95	DDR4_DATA_BYTE6	5	DDR4_DQS6_C,DDR4_DQS6_T
DDR4_DQS6_T	1588.35	40.34	DDR4_DATA_BYTE6	5	DDR4_DQS6_C,DDR4_DQS6_T
DDR4_DM7	1455.46	36.97	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ56	1348.40	34.25	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ57	1290.60	32.78	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ58	1364.10	34.65	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ59	1314.79	33.40	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ60	1413.85	35.91	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ61	1334.62	33.90	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ62	1421.01	36.09	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQ63	1380.20	35.06	DDR4_DATA_BYTE7	7
DDR4_DQS7_C	1296.08	32.92	DDR4_DATA_BYTE7	7	DDR4_DQS7_C,DDR4_DQS7_T
DDR4_DQS7_T	1350.28	34.30	DDR4_DATA_BYTE7	7	DDR4_DQS7_C,DDR4_DQS7_T
DDR4_A0	5024.50	127.62	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_A1	4842.09	122.99	DDR4_ADDR_BUS	5, 14
DDR4_A2	5407.10	137.34	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_A3	4697.69	119.32	DDR4_ADDR_BUS	5, 14
DDR4_A4	4914.20	124.82	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_A5	4586.51	116.50	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_A6	5340.97	135.66	DDR4_ADDR_BUS	5, 12
DDR4_A7	5017.13	127.44	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_A8	5366.62	136.31	DDR4_ADDR_BUS	5, 12
DDR4_A9	4854.75	123.31	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_A10	5040.15	128.02	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_A11	5344.35	135.75	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_A12	5097.38	129.47	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_A13	5099.10	129.52	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_A14_WE_B	5144.66	130.67	DDR4_ADDR_BUS	5, 12
DDR4_A15_CAS_B	5218.88	132.56	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_A16_RAS_B	5170.75	131.34	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_ACT_B	5078.38	128.99	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_ALERT_B	5026.02	127.66	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_BA0	5085.97	129.18	DDR4_ADDR_BUS	5, 12
DDR4_BA1	5055.02	128.40	DDR4_ADDR_BUS	14
DDR4_BG0	5391.31	136.94	DDR4_ADDR_BUS	5, 12
DDR4_CK_C	5138.62	130.52	DDR4_CLOCK_PAIR	14	DDR4_CK_C,DDR4_CK_T
DDR4_CK_T	5160.51	131.08	DDR4_CLOCK_PAIR	14	DDR4_CK_C,DDR4_CK_T
DDR4_CKE	5210.81	132.35	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_CS_B	4890.73	124.22	DDR4_ADDR_BUS	5, 14
DDR4_ODT	5410.96	137.44	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_PAR	5320.12	135.13	DDR4_ADDR_BUS	12
DDR4_RESET_B	5310.69	134.89	DDR4_ADDR_BUS	5, 12
DDR4_TEN	5075.32	128.91	DDR4_ADDR_BUS	14

많기도 하다.

KCU105 Evaluation Kit의 DDR4 메모리에 연결된 신호들이다.

실제 DDR4 설계할 땐 이렇게 표까지 작성할 필요는 없다.

어떤 신호들이 있는지 확인하기 위해 잠시 정리한 것이다.

대략

DM

DQ

DQS_T, DQS_C

A

WE

CAS

RAS

ACT

ALERT

BA

BG

CK_T, CK_C

CKE

CS

ODT

PAR

RESET

TEN

위와 같은 신호들이 보인다.

그럼 Xilinx 에서 제공하는 가이드에서는 DDR4 메모리의 신호들을 어떻게 설명했는지 보자.

DDR4의 신호들은 몇 가지 그룹으로 나눈다.

Clock

Address & Command

Control

Data

Other

이렇게.

회로도엔 어떻게 연결했는지 보자.

012345

전체 회로도 중 DDR4 신호선 파트만 뽑은 것이다.

이 회로도를 보고 PCB 설계 툴에서 직접 배선할 수 있어야 한다.

각 그룹별로 실제 KCU105 Evaluation Kit의 배선 흐름은 아래와 같다.

위와 같은 형태는 Fly-by Topology 라 부른다.

실제로 위 그림과 같이 배선이 되었는지 확인해보자.

Data 일부가 배선되어 있는 5층.

Clock, Adress, Command, Control 신호 일부가 배선되어 있는 14층.

KCU105 Evaluation Kit의 DDR4 메모리는

Fly-by Topology 에 따라 배선이 되어 있음을 확인 할 수 있다.

Xilinx에서 알려주는 PCB Design의 구체적인 정보는 아래 PDF파일로 확인 할 수 있다.

링크 : https://www.xilinx.com/support/documentation/user_guides/ug583-ultrascale-pcb-design.pdf