2GB、4GB、8GB 240 - Pin DDR2 SDRAM FBDIMM技术解析

在硬件设计领域，内存模块的性能和稳定性对整个系统的运行起着至关重要的作用。今天，我们就来深入探讨一下Micron的2GB、4GB、8GB 240 - Pin DDR2 SDRAM FBDIMM，看看它有哪些独特的特性和优势。

文件下载：MT36HTF1G72FZ-667C1D4.pdf

一、产品概述

Micron的FBDIMM设备遵循当前提议的行业规范，为系统设计师提供了高带宽、大容量的内存解决方案。该DDR2 SDRAM模块具有窄主机接口，通过先进内存缓冲器（AMB）将DDR2 SDRAM设备与通道隔离，提高了内存子系统的可靠性和可用性。

二、产品特性

2.1 基本规格

• 引脚与类型：采用240 - pin的DDR2全缓冲双列直插式内存模块（FBDIMM）。
• 容量选择：有2GB（256 Meg x 72）、4GB（512 Meg x 72）和8GB（1 Gig x 72）三种容量可供选择。
• 数据传输速率：支持PC2 - 4200、PC2 - 5300或PC2 - 6400，对应的链接传输速率分别为3.2 Gb/s、4 Gb/s或4.8 Gb/s。

2.2 性能优势

• 高速链接：主机控制器和AMB之间采用高速、1.5V差分、点对点链接，提高数据传输效率。
• 容错能力：具备容错功能，可在每个方向绕过坏位通道，保证数据传输的稳定性。
• 高密度扩展：每个通道最多可支持八个FBDIMM设备，实现高密度内存扩展。
• 精确控制：确定性协议使内存控制器能够优化DRAM访问，实现精确控制和可重复的内存行为。
• 自动校准：支持自动DDR2 SDRAM总线和通道校准，减少信号干扰。
• 减少ISI：发射器去加重技术可减少码间干扰（ISI）。

2.3 测试与支持功能

• 测试功能：具备MBIST和IBIST测试功能，方便进行内存测试。
• 透明模式：支持DRAM测试的透明模式，便于故障排查。

2.4 电气特性

• 电压要求：DRAM的(V{DD}=V{DDQ}=1.8V)，(V{REF}=0.9V)用于SDRAM命令和地址终端；AMB的(V{CC}=1.5V)，(V_{DDSPD}=3 - 3.6V)用于AMB和EEPROM。
• 其他特性：采用串行存在检测（SPD）和EEPROM，金边缘触点，双列设计，支持95°C高温操作（2X刷新）。

三、关键参数

3.1 时序参数

不同速度等级的关键时序参数如下表所示：	Speed Grade	Industry Nomenclature	Data Rate (MT/s)	tRCD (ns)	tRP (ns)	tRC (ns)
-80E	PC2 - 6400	800	12.5	12.5	55
-667	PC2 - 5300	667	15	15	55
-53E	PC2 - 4200	533	15	15	55

3.2 寻址参数

不同容量的寻址参数对比如下：	Parameter	2GB	4GB	8GB
Refresh count	8K	8K	8K
Device bank address	4 BA[1:0]	8 BA[2:0]	8 BA[2:0]
Device page size per bank	1KB	1KB	1KB
Device configuration	512Mb (128 Meg x 4)	1Gb (256 Meg x 4)	2Gb (512 Meg x 4)
Row address	16K A[13:0]	16K A[13:0]	32K A[14:0]
Column address	2K A[11, 9:0]	2K A[11, 9:0]	2K A[11, 9:0]
Module rank address	2 S#[1:0]	2 S#[1:0]	2 S#[1:0]

3.3 功耗参数

不同容量和速度等级的IDD规格如下：	容量	速度等级	IDD_IDLE_0	IDD_IDLE_1	IDD_ACTIVE_1	IDD_ACTIVE_2	IDD_TRAINING	IDD_IBIST	IDD_EI	单位
2GB	DDR2 - 667	2600	3400	3900	3700	4000	4500	2500	mA
4GB	DDR2 - 667	2600	3400	3900	3700	4000	4500	2500	mA
8GB	DDR2 - 667	2600	3400	3900	3700	4000	4500	2500	mA

四、引脚分配与描述

4.1 引脚分配

240 - Pin FBDIMM的引脚分配分为正面和背面，包含多种电源、信号和控制引脚。例如，VDD为DRAM和AMB的DRAM I/O供电，VCC为AMB核心和通道接口供电，VTT用于DRAM时钟、命令和地址终端供电等。

4.2 引脚描述

不同引脚具有不同的功能，如PS[9:0]为主要南向数据正线，SCK为系统时钟输入正线，SA[2:0]用于SPD地址输入和选择FBDIMM编号等。具体引脚描述如下表：	Symbol	Type	Description
PS[9:0]	Input	Primary southbound data, positive lines.
PS#[9:0]	Input	Primary southbound data, negative lines.
SCK	Input	System clock input, positive line.
SCK#	Input	System clock input, negative line.
SCL	Input	Serial presence - detect (SPD) clock input.
SS[9:0]	Input	Secondary southbound data, positive lines.
SS#[9:0]	Input	Secondary southbound data, negative lines.
PN[13:0]	Output	Primary northbound data, positive lines.
PN#[13:0]	Output	Primary northbound data, negative lines.
SN[13:0]	Output	Secondary northbound data, positive lines.
SN#[13:0]	Output	Secondary northbound data, negative lines.
VID0	Output	Voltage identification, connected to VSS. Indicates 1.5V DRAM present on module.
SA[2:0]	I/O	SPD address inputs, also used to select the FBDIMM number in the AMB.
SDA	I/O	SPD data input/output.
RESET#	Supply	AMB reset signal.
VCC	Supply	AMB core power and AMB channel interface power (1.5V).
VDD	Supply	DRAM power and AMB DRAM I/O power (1.5V).
VTT	Supply	DRAM clock, command, and address termination power (VDD / 2).
VDDSPD	Supply	SPD/AMB SMBus power.
VSS	Supply	Ground.
M_TEST	–	The M_TEST pin provides an external connection for testing the margin of VREF, which is produced by a voltage divider on the module. It is not intended to be used in normal system operation and must not be connected (DNU) in a system. This test pin may have other features on future card designs and will be included in this specification at that time.
DNU	–	Do not use.

五、系统与功能框图

5.1 系统框图

FBDIMM通道提供了从主机控制器到DDR2 SDRAM设备阵列的通信路径，DDR2 SDRAM设备通过AMB进行缓冲，增强了通信路径，提高了内存子系统的可靠性和可用性。

5.2 功能框图

展示了FBDIMM的内部功能结构，有助于工程师理解其工作原理和信号流程。

六、电气规格

6.1 绝对最大额定值

对各引脚电压和温度等参数设置了绝对最大额定值，超过这些值可能会对模块造成永久性损坏。例如，任何引脚相对于VSS的电压范围为 - 0.3V至 + 1.75V，DDR2 SDRAM设备的工作外壳温度范围为0°C至 + 95°C。

6.2 输入直流电压和工作条件

规定了AMB、DDR2 SDRAM、终止电压、EEPROM等的供电电压范围，以及SPD、RESET等信号的输入电压和泄漏电流要求。

6.3 时钟速率

不同FBDIMM链接数据速率对应不同的参考时钟、DRAM时钟和DRAM数据速率，如下表所示：	FBDIMM Link Data Rate	Reference Clock	DRAM Clock	DRAM Data Rate
3.2 Gb/s	133 MHz	266 MHz	533 Mb/s
4.0 Gb/s	167 MHz	333 MHz	666 Mb/s
4.8 Gb/s	200 MHz	400 MHz	800 Mb/s

七、串行存在检测（SPD）

SPD用于存储内存模块的相关信息，方便系统识别和配置。EEPROM的直流和交流工作条件如下：

7.1 直流工作条件

包括EEPROM和AMB的供电电压、输入高低电压、输出低电压、输入输出泄漏电流、待机电流、读写电源电流等参数。

7.2 交流工作条件

规定了SCL和SDA信号的各种时间参数，如SCL LOW到SDA数据输出有效时间、总线空闲时间、数据保持时间等。

八、模块尺寸

模块尺寸图为设计人员提供了物理布局参考，所有尺寸以毫米（英寸）为单位，图中注明了MAX/MIN或典型（TYP）值。

总结

Micron的2GB、4GB、8GB 240 - Pin DDR2 SDRAM FBDIMM具有高带宽、大容量、容错性强等优点，适用于对内存性能和稳定性要求较高的系统。在设计过程中，工程师需要根据系统需求选择合适的容量和速度等级，并严格遵循电气规格和引脚分配要求，以确保系统的正常运行。同时，了解SPD的相关参数也有助于系统的正确配置。大家在实际应用中是否遇到过类似内存模块的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。