Xilinx KCU105 Evaluation Kit로 알아보는 DDR4 PCB 설계(4)

Xilinx KCU105 Evaluation Kit로 알아보는 DDR4 PCB 설계(4)

DDR4 메모리의 전원층에 대해 알아보자.

DDR4 메모리 부품 이름은 MICRON사의 EDY4016AABG-DR-F-D 이다.

데이타시트를 다운 받아서 어떤 전원이 쓰이는 지 확인해 보자.

구글링 : EDY4016AABG-DR-F-D

제조사 링크 : https://www.micron.com/resource-details/5a6630ef-7182-4c35-85d3-3a61cc797c24

데이타시트 캡쳐

필요한 전압은 VDD, VDDQ, VPP, VREFCA 이렇게 네 가지다.

VDD와 VDDQ는 모두 같은 1.2V를 넣어주면 되고,

VPP는 2.5V를 넣어주면 되고,

VREFCA는 VDD 전압의 절반인 0.6V를 저항으로 전압분배 해서 넣어주면 된다. 데이타시트의 다른 부분에 설명되어 있다.

VSS와 VSSQ는 Ground로 통으로 묶어서 같은 Ground를 쓰면 된다.

그럼 실제 PCB에는 어떻게 적용이 되었는지 확인해 보자.

아, 그 전에 회로도부터 보자.

VDD와 VDDQ의 1.2V는 VCC1V2_FPGA라는 이름으로 연결되어 있고,

VPP의 2.5V는 SYS_2V5라는 이름으로 연결되어 있다.

VREFCA는 VCC1V2_FPGA가 절반으로 전압분배 되어 DDR4_VREFA라는 이름으로 연결되어있다.

VSS와 VSSQ 그라운드는 GND라는 이름으로 연결되어 있다.

이제 PCB 설계 파일을 확인해 보자.

1.2V가 연결된 부분.

VDD=VDDQ 1.2V는 전원층인 10층에 있다. 넓게 깔린 회색 copper가 1.2V.

1.2V를 만들어주는 부품은 Top층에 있다. 빨간색 근처.

그래서 빨간색 원 안의 via를 통해 10층으로 연결해서 다시 via를 통해 Top층에 있는 DDR4 메모리와 FPGA에 1.2V를 공급한다.

위처럼 넓게 면적으로 배선 된 이유는 전류를 많이 사용하기 때문이다.

다음으로 2.5V를 보자.

VPP 2.5V는 Top층에 배선 되어 있다. DDR 메모리 사이사이 옆으로 지나가는 회색 copper가 2.5V.

2.5V를 만들어주는 부품은 Bottom층에 있다.

그래서 녹색 원 안의 via를 통해 Top으로 연결해서 DDR 메모리에 2.5V를 공급한다.

1.2V 보다 배선 폭이 좁은 이유는 전류를 적게 사용하기 때문이다.

VREFCA는 간단한 전압분배 회로라서 아래 그림처럼 핀에 간단히 연결되어 있다.

Ground는 가능한, 최대한 넓게 깔아주는 게 좋기 때문에 아래처럼 통으로 여러 층에 배선 되어 있다.

전원을 배선할 때 데이타시트를 보고 소비되는 전류치를 미리 확인할 필요가 있다.

소비 전류를 확인해서 그에 맞게 배선 면적을 넓혀줘야 한다.

전류가 흐를 충분한 공간을 만들어 주지 않으면

보드는 이상하게 동작할 수도 있고 아예 동작하지 않을 수도 있다.

원활한 동작을 위해 전원 배선 또한 매우 중요하다.