Enhanced FlexPhase™ 시간 조정

배경

Rambus의 XDR™2 메모리 아키텍처를 포함하는 첨단 메모리 솔루션에서는 6.4Gbps 이상의 성능에서 Enhanced FlexPhase™ 기술을 활용하여 핀당 신호 전달 속도를 증가시킵니다. Enhanced FlexPhase 기술은 다른 트레이스의 신호 간 위상 차이를 예측하여 데이터 비트 전송을 관리합니다. 따라서 데이터가 메모리 장치로 전송되는 명령 및 주소 신호에 대해 알려진 시간 관계를 가지고 메모리 장치에 도달합니다. Enhanced FlexPhase를 사용하여 트레이스 길이 변동으로 인해 발생하는 신호 전파 시간 변화를 관리함으로써 기존 DRAM 아키텍처를 강화할 수도 있습니다.

Rambus 솔루션

Enhanced FlexPhase는 향상된 시간 마진에 맞게 IO 신호 시간을 최적화하고 데이터 및 명령/주소 신호 경로에서 트레이스 길이 일치에 대한 요구사항을 제거하여 시스템 데이터 전송 속도를 향상시킵니다. FlexPhase 혁신 기술을 기반으로 하는 Enhanced FlexPhase에는 다음과 같은 혁신 기술이 추가되었습니다.

• 이전 FlexPhase 기술보다 위상 선형성을 높이고 시간 정밀도를 향상시키는 새로운 회로 혁신 기술
• 초기화 및 작동 중에 명령/주소 신호의 위상 설정을 최적화하는 혁신적인 시간 교정 알고리즘
• 모든 결정 지터(DJ) 원인을 고려하도록 충분히 낮은 수준에서 비트 오류 속도(BER)를 통계적으로 측정할 수 있는 방법
• 메모리 시스템의 특성화 중에 BER을 측정할 수 있는 기능

Enhanced FlexPhase 기술은 메모리 시스템을 지원하는 회로 보드 상에서 그리고 메모리 장치 패키지 내에서 트레이스 길이 일치에 대한 요구를 제거합니다. 이러한 시스템 간소화를 통해 보드와 패키지 비용을 절감하여 탁월한 유연성을 얻을 수 있습니다. 또한 Enhanced FlexPhase는 프로세스 변동, 드라이버/리시버 부조화, 온칩 클럭 비대칭 및 클럭 정재파 효과에 대한 적극적인 보정을 통해 다수의 시간 오프셋을 제거하여 전반적인 시스템 시간을 개선합니다. Enhanced FlexPhase는 6.4Gbps가 넘는 신호 전달 속도에서 이러한 시스템 이점을 제공합니다. Enhanced FlexPhase 회로 기술은 놀라운 신호 전달 속도를 제공하는 동시에 유연하고 단순하며 경제적인 메모리 시스템 설계를 지원합니다.

Enhanced FlexPhase 회로를 사용하여 데이터, 명령, 주소 및 클록 신호 간의 시간 관계를 정교하게 조정할 수도 있습니다. 기존 DRAM 아키텍처에서 Enhanced FlexPhase 회로를 사용하여 컨트롤러에서 입력 신호의 기울기를 교정할 수 있으며 따라서 신호 도달 시간의 불확실성을 보정합니다. 또한 Enhanced FlexPhase 회로를 사용하여 의도적으로 시간 오프셋, 즉 "사전 기울기 조정(preskew)" 데이터를 삽입할 수 있으며 그 결과로 데이터는 DRAM 장치에 명령/주소 또는 클록 신호와 함께 동시에 도달합니다. Enhanced FlexPhase 회로는 Point-to-Point 명령 및 주소 신호에 균등하게 적용됩니다. Enhanced FlexPhase는 각 핀 또는 핀 그룹에서 위상 오프셋의 송신 및 수신을 조정하여 일반적인 메모리 시스템에서 시스템 시간 오류를 최소화합니다.

FlexLink™C/A와 함께 Enhanced FlexPhase를 사용하면 데이터를 기준으로 전체 속도에서 차등 Point-to-Point 명령 및 주소 신호를 운용할 수 있습니다. Enhanced FlexPhase는 컨트롤러에서 DRAM 장치의 위상으로 보내는 C/A 신호의 기울기를 미리 조정합니다. 시스템 시간 오류를 보정하는 동안 C/A 신호의 트레이스 길이가 일치할 필요가 없습니다. 시스템을 부팅하는 동안 DRAM 및 컨트롤러의 작동 상태가 완전히 초기화되지 않은 경우에는 C/A 신호의 위상 설정을 최적화하기가 특히 어렵습니다. 하지만 Enhanced FlexPhase에는 C/A 신호의 통신을 설정하여 최적 위상 값을 더욱 빠르게 검색하는 교정 알고리즘이 통합되어 있습니다. 또한 작동 중에는 DRAM의 작동 상태에 지장을 주지 않고 C/A 신호의 시간을 주기적으로 세밀하게 조정할 수 있습니다.

FlexPhase와 마찬가지로 Enhanced FlexPhase는 내장 클록을 사용하여 시간 기울기 조정이 수행되는 전통적인 직렬 링크 기술을 기반으로 합니다. 클록 복구를 위한 충분한 전이 밀도를 보장하기 위해 8b/10b와 같은 인코딩 방식에 의존하는 이러한 기울기 조정 기술은 더 많은 칩 영역과 전력 소비를 필요로 하고, 지연 시간을 증가시키며, 8b/10b 인코딩과 관련된 20%의 대역폭 불이익을 감수해야 합니다.

Enhanced FlexPhase에는 시스템 내부 시간 특성 및 자가 테스트 기능이 포함되어 있어 고성능 메모리 시스템에서 동적인 시간 정밀도가 가능합니다. Enhanced FlexPhase는 6.4Gbps의 데이터 속도에서 1.25ps의 시간 정밀도를 유지하는 Rambus의 XDR 2 첨단 메모리 시스템에 통합되어 있습니다. 이러한 수준의 시간 정밀도를 유지하려면 혁신적인 에지 배치 회로와 함께 선형 범위의 프로그램 가능한 조정이 필요합니다. Enhanced FlexPhase는 연속적인 범위의 시간 조정을 제공합니다. 정밀 회로는 하나의 클록 사이클에서 FlexPhase 시간 값을 조정하는 반면, 균등화 로직은 여러 클록 사이클에서 조정을 수행합니다.

Enhanced FlexPhase™ 작업

표본 XDR 2 시스템에서 읽기 액세스 운영 동안, Enhanced FlexPhase 기술이 적용된 메모리 컨트롤러는 전송되는 제어 신호와 각 메모리 장치에서 수신하는 데이터 간의 "수신" 위상 차이를 결정하고 저장합니다. 그런 후 각 메모리 장치에 대한 위상 차이를 사용하여 메모리 컨트롤러에 다른 시간에 도달하는 데이터 신호의 기울기를 조정하여, 각 메모리 장치에서 액세스되는 데이터를 올바르게 재구성합니다.

쓰기 작업 동안, "전송" 위상 차이가 각 메모리 장치에 대해 결정되고 메모리 컨트롤러 내에서 저장되는 비슷한 과정이 수행됩니다. 그런 다음 이러한 전송 위상 차이를 사용하여 전송되는 명령/주소 신호와 각 메모리 장치에 보내는 데이터 간의 시간 지연을 수정(사전 기울기 조정)합니다.

FlexLink C/A에 사용된 경우 Enhanced FlexPhase는 읽기 및 쓰기 작업 동안 컨트롤러에서 해당 메모리 장치의 위상으로 보내는 명령 및 주소 신호의 기울기를 미리 조정합니다. 데이터 회로와 마찬가지로 Enhanced FlexPhase C/A 회로는 신호 경로의 컨트롤러 측에서 구현되므로 메모리 장치 비용이 절감되고 복잡성이 줄어듭니다.

Enhanced FlexPhase 회로를 데이터 분석 소프트웨어와 함께 사용하면 비트 오류 속도(BER)를 측정할 수 있습니다. 혁신적인 교정 알고리즘이 통합된 고정밀 회로는 여러 위상 오프셋에서 성공적인 데이터 전송을 측정합니다. Enhanced FlexPhase 회로의 주기적인 측정을 통해 컨트롤러에서는 패턴 종속적인 부호 간 간섭(ISI), 듀티 사이클 왜곡, 주기 지터 및 임의 지터와 같은 결정 지터 원인을 캡처하는 정밀도에서 BER을 통계적으로 결정하는 데 필요한 데이터를 수집할 수 있습니다.

이점

장치 이점:

6.4Gbps 이상의 데이터 전송 속도에서 Enhanced FlexPhase는 시간 창과 메모리 운영 성능을 감소시키는 제조 공정 시 발생하는 변동을 보완합니다. Enhanced FlexPhase 기술을 사용하면 클록 및 데이터 복구(CDR) 기술을 통해 시스템에서 발생하는 전력, 칩 영역, 지연 시간에 대한 불이익 없이 메모리 인터페이스를 6.4Gbps 이상의 데이터 전송 속도로 운영할 수 있습니다. 또한 Enhanced FlexPhase는 고속 칩 인터페이스의 마진 테스트에 대한 디지털 위상 오프셋을 사용하여 개선된 테스트 능력에 대비합니다.

시스템 이점:

Enhanced FlexPhase 기술은 트레이스 길이와 임피던스의 변동에 의해 발생하는 신호 위상 오프셋에 대응하고 교정하여, PCB 트레이스 길이 일치 요구사항을 완화합니다. Enhanced FlexPhase 시간 조정을 통해 더 단순하고, 조밀하며, 비용 효과적인 메모리 배치가 가능합니다. Enhanced FlexPhase 시간 조정은 시스템 내부 테스트와 핵심 데이터 및 명령/주소 신호의 특성에 대비하여 고속 링크의 성능 테스트를 가능하게 합니다. Enhanced FlexPhase를 사용하면 메모리 채널의 BER 특성을 통계적으로 분류할 수 있습니다.