內存子系統是 SoC 中最復雜的系統之一,對芯片的整體性能至關重要。近年來,內存市場呈爆炸式增長,在移動、消費和企業系統中勢頭強勁。這不僅導致內存控制器 (MC) 越來越復雜,還導致將內存子系統連接到外部 DRAM 的 PHY變得非常復雜。
由于 SoC 和 DRAM 之間的數據高速傳輸,因此有必要對內存接口信號進行復雜的training以獲得最佳操作(更好的眼圖)。
MC 和 PHY 的集成是一個重大挑戰,特別是如果兩個IP 塊來自不同的供應商(當然即使同一家供應商也可能是獨立開發的)。關鍵原因是內存協議的快速發展,以及控制器和 PHY 之間的 DFI 接口在 MC-PHY training的要求方面沒有完全指定,或者在某些情況下是模棱兩可的。
為什么 MC-PHY 集成現在不是一個大問題?
隨著 DFI MC-PHY 接口規范的推進,事情正朝著正確的方向發展。對于不熟悉 DFI 的人來說,這是一個行業標準,它定義了任何通用 MC 和 PHY 之間的接口信號和協議。自 2006 年 DFI 1.0 問世以來,該規范穩步發展,涵蓋了 MC-PHY 操作的所有方面。
但這并不是 MC-PHY 集成變得更容易的唯一原因。為了更好地理解這一點,我們需要研究 MC 和 PHY 在training過程中如何相互作用。有兩種基本方法可以trainingmemory信號:
PHY evaluation mode or DFI Training mode- 此模式可由 PHY 或MC 啟動,無論哪一方啟動training,MC 都會設置DRAMgate/read data eye/write/CA training,并定期發出read或write等training命令。PHY 負責確定每個操作正確的編程延遲,但 MC 必須啟用和禁用 DRAM 和 PHY 中的training邏輯,以及生成必要的read/write/mrr命令。因此,DFI Training mode需要MC進行足夠多的配合,并且在早期的 DFI 規范中是強制性的。然而在較新的DFI中,這種DFI Training mode已成為 MC 的可選項。
PHY independent mode– 這是一種 PHY 執行DRAM training的模式,MC 很少參與。PHY 生成所有read/write命令并編程每個操作的延遲,而 MC 耐心等待“done”狀態。
PHY IP 提供商已決定通過在其IP中實現對PHY independent mode的支持來獲得training的所有權,保留基于其PHY架構優化 PHY training算法的控制權。
隨著 PHY 復雜性和DDR速率增加的挑戰,對 PHY independent mode的支持為PHY IP提供商增加了寶貴的差異化優勢。
在PHY-independent mode中,內存控制器的作用是什么?
由于 PHY 在training期間承擔了大部分繁重的工作,因此 MC 只需要關注兩個問題:
何時發出training請求?
將控制權交給 PHY 進行training時,DRAM需要處于什么狀態,當 PHY 將控制權交還給 MC 時,DRAM將處于什么狀態?
因此,MC 將 PHY training的請求作為中斷進行處理,它需要安排一些為實現最佳內存操作所做的許多事情。?
審核編輯:黃飛
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原文標題:內存控制器(MC)和DDR phy的集成
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