案例分析:Introspect DDR5 RDIMM Riser到底有多好用❓

在對DDR記憶體模組進行除錯時,傳統上會使用轉接板(riser module)來協助將邏輯分析儀連接到裝有記憶體模組的實際運行系統。然而,隨著每一代DDR記憶體的速度都比前一代更快,轉接板的使用也變得越來越困難,這是由於在高速匯流排上擷取訊號所面臨的挑戰所致。這種情況非常明顯,以至於即使在DDR5世代的DIMM和RDIMM中,人們對於使用轉接板仍然抱持著相當程度的顧慮。
但如果我們告訴你,不僅仍然可以將轉接板與協定分析儀搭配使用,而且這些轉接板同時也能成為示波器量測以及快速驗證暫存器設定時真正不可或缺的工具呢?讓我們繼續看下去,來了解Introspect Technology的7412 DDR5 RDIMM轉接模組,以及它如何讓你能夠如此輕鬆地擷取受測DIMM上的訊號!!
7412 RDIMM轉接模組是一款用於Introspect RSH的整合式探針訊號擷取板
7412 RDIMM轉接模組的精妙之處在於,它最初是作為協助示波器訊號擷取而設計的。它採用主動式探棒以及我們的整合式探針(integrated-tip)技術,因此能提供極低負載與低雜訊的性能。可參考圖1,7412被設計為可直接搭配我們的Remote Sampling Head(RSH)使用,這表示所有高速訊號皆透過高阻抗探針與頂級的探棒放大器進行訊號擷取。

圖1:RDIMM轉接模組可與RSH搭配使用,從而實現示波器量測
當然,當轉接模組與RSH搭配M7030 DDR協定分析儀使用時,工程師可以獲得完整的協定解析。如圖2所示,我們展示了在壓力測試條件下運作的指令匯流排(CQ)。你可以看到記憶體控制器傳送命令的頻率相當高,而M7030分析儀則會自動追蹤每一筆指令。

圖2:透過RDIMM轉接模組擷取到的協定分析儀資料
7412 RDIMM轉接模組真正的強大之處在於,它在示波器量測與快速的暫存器除錯方面能成為不可或缺的工具,這正是下一個案例研究的主題。這個案例描述一位控制器開發人員在嘗試啟用multi-rank的DDR5 RDIMM。透過7412 RDIMM轉接模組連接到示波器,工程師能夠非常快速地找出互通性問題的根本原因。另外,工程師也能夠優化DRAM裝置上的termination設定,從而確保其設計已針對實際伺服器應用進行良好調校。
Wrong Rank Initialization
我們針對待測DRAM的其中一條DQ,在寫入相位期間進行觀察。這個波形是透過使用7412 RDIMM轉接模組搭配RSH2,以及一台標準的50歐姆高速示波器進行擷取的。我們不需要進行任何形式的示波器校正,也不需要使用任何專有的示波器軟體。所觀察到的波形如下圖3所示。

圖3:忘記初始化第二個Rank了嗎?
我們很快就意識到,其實只是沒有初始化第二個Rank。由於這是一個雙Rank 的RDIMM,當第二個Rank未被初始化時,預期會觀察到嚴重的反射現象,而這正是7412 RDIMM轉接模組所呈現給我們的結果。
Wrong Termination Resistor Settings
在啟用第二個Rank之後,波形如圖4所示。不過,我們仍然觀察到大量的反射現象。接著,我們將重點放在為RttWr和RttPark所設定的暫存器值上,這些是DDR5 RDIMM中每個DRAM上的可程式化終端電阻。我們發現這些暫存器的預設值設定錯誤。

圖4:Rank 1已初始化,但RttWr和RttPark的設定全部都是錯的
Optimizing The Resistor Settings
從這一點開始,我們已經清楚理解為何系統無法正常開機。接著,我們以循序且實驗性的方式,反覆調整多組RttWr與RttPark暫存器數值,以找出最適合我們系統板的設定。接下來的三個圖顯示了我們如何逐步改善波形,直到最終消除來自DRAM端的所有反射!

圖5:更佳的RttWr與RttPark設定值

圖6:進一步優化的RttWr與RttPark設定值

圖7:最終調校完成的RttWr與RttPark設定值
結論
在這篇文章中,我們介紹了7412 DDR5 RDIMM轉接模組。我們說明了同一個轉接模組如何同時用於邏輯分析與示波器探測,並展示了一個實際案例研究,說明這個轉接模組如何被用來對針對DDR5的記憶體控制器進行除錯。
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