在内存应用电路中,对于数据传输中位线较少的情况,传统上使用被动总线终止电阻(即泰尔文终止)来将DDR传输线路阻抗与电源阻抗相匹配,这可以有效降低成本(如图1所示)。
当Q1导通而Q2关断时,电流从VDDQ流经电阻RS和RT至VTT。此时,VTT端口吸收电流,接收器输入电压(Vin)高于参考电压(Vref),接收器实现数字信号"1"的输入;
当Q2导通而Q1关断时,电流从VTT通过RT和RS经由Q2流向地面。此时,VTT端口提供电流,且Vin低于Vref,接收器实现数字信号"0"的输入。
| 状态 | Q1状态 | Q2状态 | Vin与Vref关系 | 接收信号 |
|---|---|---|---|---|
| 高电平 | 导通 | 关断 | Vin > Vref | "1" |
| 低电平 | 关断 | 导通 | Vin < Vref | "0" |
为了获得更快的数据传输速率并确保数据传输的稳定性,越来越多的工业、汽车、通信和便携式电子系统采用DDR内存进行数据传输。在DDR内存中,多个位线共享一个VTT电压。为确保接收端DDR数据读写准确性,Vin必须大于或小于参考电压Vref 125 mV,以确保比较器正确翻转。
以DDR4为例,假设共有50条位线。此时,传统的被动终端电阻必须考虑功耗问题,特别是当高比特线和低比特线不对称时,RP电阻必须减小。
通常,Q1和Q2的导通阻抗为几十欧姆(以20 Ω为例)。在DDR4中,当高比特线多于低比特线时,VTT吸收电流。为确保数据读写的准确性,计算公式为:
(VDDQ - VTT) × [RT RQ1+ RS+ RT]+ VTT=(1.2-0.6) × 2565+ 0.6 ≥ 0.725
可计算得出VTT电压不能低于0.428 V。
以DDR4为例,当所有比特均为低电平时,为确保VTT电压,RP电阻不得超过1Ω,这将带来0.92 W的功耗。计算公式为:VDDQ2 1.22=RT+ RS+ RQ2 65RP+ RP//501+50 65 1+ 50
RP电阻带来的额外功耗为0.78 W,这是不可接受的。
与被动终止相比,主动终止的优势在于它可以提供稳定的VTT电压,并具有高输出电流能力。这可以避免由于源端阻抗匹配问题导致的数据读写错误,并通过消除Rp分压器大大提升系统效率。
TPL51200是3PEAK设计的一款高性能线性调节器,适用于DDR内存总线终端供电。
与其它DCDC解决方案相比,TPL51200减少了组件数量,节省了板空间和系统成本。它需要的MLCC电容更少,并且在全温度范围(-40 ºC至+85 ºC)内具有良好的负载调节特性。
同时,TPL51200还具有良好的瞬态调整能力。
TPL51200内置软启动功能(如图5所示)、短路保护功能(如图6所示)、过电流保护和过温度保护等其他功能。它还可以监控PGOOD引脚,帮助确认VTT的建立,确保数据读写的准确性。
DDR终端电源调节器TPL51200可以满足所有VTT总线终端的功率需求,例如DDR、DDR2、DDR3、DDR3L、DDR4和LPDDR4等。
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