Réglages de synchronisation FlexPhase™

Contexte

Il est possible d'utiliser la technologie FlexPhase™ avec les solutions de mémoire avancées, y compris la XDR™ de Rambus, pour augmenter le débit de signalisation par broche. Dans un système XDR, la technologie FlexPhase anticipe le déphasage entre les signaux de différentes pistes et gère la transmission des bits de données de telle sorte que les données atteignent le dispositif de mémoire avec une relation de synchronisation connue par rapport aux signaux d'adresse et de commande transmis au dispositif de mémoire. La technologie FlexPhase peut également être utilisée pour améliorer les architectures DRAM traditionnelles en gérant la variation des délais de propagation des signaux causée par les différences de longueur des pistes.

Solutions Rambus

FlexPhase améliore le débit de données des systèmes en :

• optimisant la synchronisation du signal E/S pour obtenir de meilleures marges de synchronisation ;
• complétant les architectures des systèmes C/A à la volée ;
• éliminant la nécessité de faire correspondre la longueur des pistes.

La technologie FlexPhase élimine la nécessité de faire correspondre la longueur des pistes sur les circuits imprimés prenant en charge le système mémoire et dans les configurations des dispositifs de mémoire. Une telle simplification du système offre une plus grande souplesse tout en diminuant les coûts des configurations et des cartes. FlexPhase améliore également la synchronisation globale du système en éliminant un grand nombre des décalages de synchronisation grâce à la compensation dynamique des variations du processus, du désalignement intégré de l’horloge, des différences transmetteur/récepteur et des effets d’ondes stationnaires de l’horloge.

La technologie FlexPhase apporte flexibilité, simplicité et économies au cœur de la conception des systèmes mémoire.

Dans les systèmes DRAM, les circuits FlexPhase peuvent être utilisés pour optimiser le placement de l'échantillonnage et des données. Ils peuvent également être utilisés pour affiner le réglage des relations entre les signaux d'horloge, d'adresse, de commande et de données. Dans les architectures DRAM traditionnelles, les circuits FlexPhase peuvent être utilisés pour corriger le désalignement des signaux entrants au niveau du contrôleur afin de compenser les incertitudes relatives au temps d'arrivée des signaux. De plus, les circuits FlexPhase peuvent être utilisés pour introduire volontairement un décalage de synchronisation, c'est-à-dire pour désaligner par avance les données afin qu'elles arrivent à la DRAM en même temps que le signal C/A ou le singnal d'horloge. La technologie FlexPhase minimise les erreurs de synchronisation systématiques des systèmes mémoire classiques en ajustant les déphasages de l'émission et de la réception à chaque broche ou groupe de broches.

Dans le cas d'une architecture à la volée, la durée nécessaire à la propagation des signaux d'horloge, d'adresse, de commande, d'échantillonnage et de données depuis le contrôleur mémoire jusqu'aux DRAM dépend essentiellement de la longueur des pistes entre le contrôleur et les DRAM à travers lesquelles les signaux sont transmis. Dans un système à la volée, les signaux de commande, d'adresse et d'horloge arrivent à chaque DRAM à des instants différents. De ce fait, chaque DRAM transmet les signaux de données à des instants différents. La technologie FlexPhase peut être utilisée au niveau du contrôleur pour corriger le désalignement de ces signaux de données afin d'éliminer le décalage inhérent à l'architecture à la volée en plus des décalages de synchronisation inhérents au système. De même, en raison de l'arrivée différée des signaux de commande, d'adresse et d'horloge au niveau de chaque DRAM, les données des opérations d'écriture dans les systèmes mémoire doivent être désalignées par avance par le contrôleur afin de tenir compte du décalage d'arrivée des données d'écriture dans les systèmes mémoire. La technologie FlexPhase se charge de ce désalignement par avance tout en éliminant le décalage de synchronisation inhérent au système.

La technologie FlexPhase s'éloigne des technologies de liaison série traditionnelles dans lesquelles la correction du désalignement de la synchronisation est effectuée à l'aide d'une horloge intégrée. Ces techniques de correction du désalignement, qui reposent généralement sur un encodage 8b/10b pour assurer une densité de transition adéquate pour la récupération de l'horloge, nécessitent une surface de puce plus grande, consomment davantage d'énergie, augmentent la latence et subissent une diminution de la bande passante de 20 % en raison de la nature même de l'encodage 8b/10b.

La technologie FlexPhase intègre une fonctionnalité d'auto-test et de caractérisation de la synchronisation qui permet d'atteindre de hauts niveaux de résolution de synchronisation dans les systèmes mémoire hautes performances. FlexPhase est inclus dans le système mémoire XDR phare de Rambus et permet des résolutions de synchronisation de l'ordre de 2,5 ps pour un débit de données de 3,2 GHz.

Fonctionnement de FlexPhase™

Lors des opérations d'accès en LECTURE dans un système XDR, un contrôleur mémoire doté de la technologie FlexPhase détermine et stocke la valeur du déphasage « en émission » entre les signaux de commande transmis et les données reçues de chaque dispositif de mémoire. Le déphasage correspondant à chaque dispositif de mémoire est ensuite utilisé pour corriger le désalignement des signaux de données qui arrivent au contrôleur mémoire à des instants différents, permettant ainsi une reconstitution correcte des données auxquelles chaque dispositif de mémoire a accédé.

Lors des opérations d'accès en ÉCRITURE, un processus similaire à lieu : le déphasage « en transmission » est déterminé pour chaque dispositif de mémoire et stocké dans le contrôleur mémoire. Ces déphasages sont ensuite utilisés pour modifier (désaligner par avance) le retard de synchronisation entre les signaux C/A transmis et les données envoyées à chaque dispositif de mémoire. La figure ci-dessous illustre le désalignement par avance de la synchronisation FlexPhase dans une architecture de système mémoire à la volée.

Avantages

Avantages pour le dispositif :
Aux fréquences de plusieurs gigahertz, la technologie FlexPhase aide à compenser les variations de fabrication qui dégradent les fenêtres de synchronisation et les performances opérationnelles de la mémoire. L'approche FlexPhase permet aux interfaces mémoire de fonctionner à des fréquences de plusieurs gigahertz sans subir les désagréments en termes de consommation d'énergie, d'encombrement et de latence caractéristiques des systèmes utilisant les techniques de récupération des données et de l'horloge (CDR). FlexPhase améliore aussi la testabilité en utilisant les déphasages numériques pour le test de marge des interfaces de puce haut débit.

Avantages pour le système :
La technologie FlexPhase assouplit les règles de concordance de la longueur des pistes en anticipant et étalonnant les déphasages de signalisation provoqués par les variations de la longueur des pistes et des impédances. Les réglages de synchronisation FlexPhase permettent une disposition plus simple, plus compacte et plus économique de la mémoire. Ils intègrent un test et une caractérisation des signaux de données clés permettant de tester les performances des liaisons haut débit.