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LPDDR4芯片学习（四）——DDR Training

article 2024/11/20 20:28:37

一、ZQ Calibration

DDR 学习时间 (Part B - 6)：DRAM ZQ 校正 - 知乎 (zhihu.com)

从原理上解释什么是DDR的ZQ校准？ - 知乎 (zhihu.com)

LPDDR4的训练(training)和校准(calibration)--ZQ校准(Calibration)_wonder_coole-腾讯云开发者社区

01 ZQ校准的目的

为了提高信号完整性，并增强输出信号的强度，DDR内存中引入了终端电阻和输出驱动器，而为了在温度和电压发生变化的场景下仍然能够保持信号完整性，就需要对这些终端电阻和输出驱动器进行校准；

未经校准的终端电阻会直接影响到信号质量，而调整不当的输出驱动器则会使得有效信号跃迁偏离参考电平，从而导致数据和选通信号之间出现偏差。

DDR ZQ校准-CSDN博客

【DRAM存储器二十二】DDR3介绍-主要功能之ZQ校准_ddr zq校准-CSDN博客

02 ZQ校准原理

03 ZQ校准时序

二、VREF Training

【DRAM存储器三十五】LPDDR4介绍--主要技术特性之VREF training，为什么要做VREF training？-CSDN博客

01 VREF DQ Training

Vref DQ Training 在DQ Training完成
MR14 OP[5:0] : VREF(DQ) Setting

02 VREF CA Training

Vref CA Training 在Command Bus Training完成
MR14 OP[6] : VREF(DQ) Range

三、CA Training

LPDDR4学习笔记（八）之command bus training-CSDN博客

01 Command Bus Training

CBT: Command Bus Training

在高频操作之前Training
两种Training模式，由MR12 OP[7]来进行配置

根据时序图，在CKE拉低后必须满足tCKELCK之后，clk可以停止或者切换；在片选拉高之前新的时钟频率必须满足tCKPRECS，在此期间保持CS/CA为低，在接收到training pattern之后，即CS拉高之后，频率至少需要保持tCKPSTCS；SDRAM不会以第一个DQS的边沿对DQ[6:0]进行捕获，每个input DQS（DQS[0]）需要至少提供两个连续的脉冲才会用来捕获DQ[6:0]。

CA判决电压的更新需要满足tVREFca_Long，在满足一定条件下，只需要满足tVREFca_Short。在CA发送training pattern之后，需要等待tCS_VREF之后才可以设置下一次判决电压的设定。

single-rank CBT sequence：（从默认状态训练高频）

设置所有channel的FSP-WR为1（MR13 OP[6]=1）
发送MRW命令进入CBT（MR13 OP[0]=1）
驱动CKE为低，并且将CK频率改为高频
训练（CA判决电压、CS、CA）
离开训练，将CK频率改回低频之后，驱动CKE为高，SDRAM会自动恢复训练前状态的寄存器值
所有寄存器训练值写入
通过MRW去配置FSP-OP为1，并且将CK改变到高频，即进入训练过的、高频的工作状态，在此状态可以进行一些normal操作或者进行其他频点训练。

多rank CBT sequence: （从默认状态训练高频）

将所有的channel和rank写寄存器，配置MR13 OP[6]=1
读MR0 OP[7]，判断哪个rank是terminating的
对terminating的rank发送写寄存器命令，进入CBT（MR13 OP[0]=1）
将terminating的rank的CKE拉低，将CK改为高频
训练（CA判决电压、CS、CA）
离开训练，将CK频率改回低频之后，驱动CKE为高，terminating的rank会自动恢复训练前状态的寄存器值
对non-terminating的rank发送写寄存器命令，进入CBT（MR13 OP[0]=1）但是要保持CKE为高
通过MRW去配置terminating的rank FSP-OP为1，并且将CK改变到高频
驱动non-terminating的rank CKE为低
训练（CA判决电压、CS、CA）
通过MRW去配置terminating的rank FSP-OP为0
离开训练，将CK频率改回低频之后，驱动CKE为高，non-terminating的rank会自动恢复训练前状态的寄存器值
所有寄存器训练值写入
通过MRW去配置FSP-OP为1，并且将CK改变到高频，即进入训练过的、高频的工作状态，在此状态可以进行一些normal操作或者进行其他频点训练。

四、DQ Training

01 RD DQ Training

执行RD DQ校准的程序是：

发出MRW命令以写入MR32（前八位）、MR40（后八位）和MR15（八位）

字节0的反转掩码）和MR20（字节1的8位反转掩码）。

可选地，可以跳过此步骤以使用默认模式
MR32默认值=5Ah
MR40默认值=3Ch
MR15默认值=55h
MR20默认值=55h
发出MPC-1[RD DQ Calibration]（RD DQ校准）命令，然后立即发出CAS-2命令。
每次收到MPC-1[RD DQ Calibration]命令，然后是CAS-2时

LPDDR4 SDRAM，16位数据突发将在当前设置的RL之后驱动8位

在MR32中编程，然后在所有I/O引脚上在MR40中编程8位。

I/O引脚的数据模式将反转，并在相应的反转中编程“1”

掩码模式寄存器位（见表140）。

请注意，该模式是在DMI引脚上驱动的，但没有启用数据总线反转功能，即使

如果DRAM模式寄存器中启用了读取DBI。

MPC-1[RD DQ校准]命令可以在每个tCCD上无缝发出，tRTRRD

阵列读取命令和MPC-1[RD DQ校准]命令之间需要延迟

以及MPC-1[RD DQ校准]命令和阵列读取之间所需的延迟。

通过CAS-2命令接收的操作数必须被驱动为LOW。
在刷新期间或SREF期间，可以在任何或没有银行活动的情况下进行DQ读取培训

CKE值较高。

02 DQS-DQ Training

五、Write Training

【DRAM存储器三十八】LPDDR4/DDR4的时序训练相关内容之写方向的训练_lpddr4 vref的作用-CSDN博客

01 Write Leveling

Write Leveling的基本过程是，DDR进入Write Leveling后，用DQS的上升沿采样CLK信号的状态，然后将采样结果通过DQ pin 反馈给MC，MC根据收到的反馈结果后调整CLK-to-DQS的关系，将这个过程不断重复，直到training成功。

LPDDR4的DQ[7:0]传输DQS[0]的反馈结果，DQ[8:15]传输DQS[1]反馈结果。也就是说LPDDR4的两个channel要独立的做Write Leveling，每个channel的16比特也要分两个byte lane来做。

MC通过配置LPDDR4的模式寄存器MR2的OP[7]为1，来让LPDDR4进入write leveling模式。在该模式下，LPDDR4只允许接受DESLECT命令以及退出该模式的MRW命令。当Write Leveling操作完成后，MC使用MRW命令将MR2的OP[7]置0来使LPDDR4退出write leveling操作。

Write leveling应该在write training(DQS2DQ training)前进行

LPDDR4的Write Leveling的具体过程如下（JESD209-4B的4.31）：

MC设置MR2-OP[7]使LPDDR4进入Write Leveling模式
一旦进入Write leveling模式，在tWLDQSEN时间后，MC必须驱动DQS到低电平
在tWLMRD时间后提供第一个DQS信号输入。tWLMRD是和不同的MC有关。
由于第一个DQS沿不稳定，所以DRAM或许能抓到第一个DQS沿，也可能抓不到，因此MC每次必须提供两个连续的DQS脉冲。每次由DQS沿采到的时钟电平都会被overwritten掉，DRAM会在tWLO时间后异* 步的通过DQ来反馈给MC。
MC参考DRAM提供的反馈结果，来增到或减小DQS_t and/or DQS_C的延时设置。
重复第4到第5步，直到合适的DQS_t/DQS_c延时建立。
通过设置MR2-OP[7]=0, 退出Write-Leveling模式