在PCB设计中使用SDRAM与DDR RAM

嵌入式计算机、视觉设备、数据采集模块等都需要一些内存，无论是闪存芯片还是RAM模块。通常情况下，闪存芯片或小型eMMC模块不会用于临时存储，因为设备需要不断重写。相反，如果您碰巧需要一个易失性（即临时的）内存解决方案，您可以选择静态或动态RAM（SRAM或DRAM）。在这两种类型的ram中，有异步和同步两种类型，其中同步型通常用于现代高速电子设备中。

SDRAM是这些标准的、低速/低容量选项之一，可用于无外部板的板载存储器。没有使用过RAM模块的设计师们可能会想到大型DDR RAM棒，就像你在台式机或笔记本电脑上安装的那样。取而代之的是，单个RAM芯片可以安装在一块板上，而且它们不需要是典型的SODIMM棒上的那种高速、大容量RAM IC。如果您需要决定在您的电路板中使用哪种类型的内存，请继续阅读SDRAM与DDR内存模块的一些基本设计指南。

SDRAM（synchronous dynamic RAM，同步动态RAM）模块是现代电子技术中使用的标准RAM模块。在比较SDRAM和DDR时，需要注意的是DDR是SDRAM的一种，最早的ddrsdram芯片是1997年由三星发布的。从那时起，新一代的解甲归田产生了，内存容量也提高了。不过，以单数据速率运行的SDRAM模块并没有消失。从这里开始，每当我提到“SDRAM”，只要知道我指的是单数据速率版本，而不是DDR。

下表比较了SDRAM和DDR的一些基本操作参数。从这个表中我们可以看出，除了时钟速率和容量外，这两种类型的存储器具有相似的功能。

一般来说，DDR中较高的时钟速率，以及DDR每个时钟周期传输2倍数据的事实，意味着DDR模块比单数据速率SDRAM快得多。这两种类型的RAM都有同步接口，这意味着它们使用源同步时钟来触发来自内存模块的数据传输。这需要在总线上强制执行长度调整，以便

上面列出的DDR编号是用于DDR4模块的；DDR3和更早的版本将有更低的规格，以及更低的成本。DDR5正在将上表中的限制提高到更高的时钟频率（3200 MHz）和数据速率（每个模块高达6400 MT/s），最新的消费和服务器产品将于2021年晚些时候推出。所有这些都引出了一个问题：如果DDR具有更高的容量和数据传输速率，为什么不在每个需要易失性内存的系统中使用DDR？

对于某些系统，使用板载DDR模块或通过边缘连接器访问DDR棒都是过火了。除非在嵌入式设备上运行完整的操作系统或多个应用程序，否则不需要那么多的RAM。这并不意味着小型嵌入式系统不需要大量内存。通常，所需的内存是非易失性的，可以通过闪存芯片、SD卡或eMMC模块提供。

以下是您可能希望在嵌入式系统架构中使用SDRAM模块而不是完整DDR模块的一些主要原因：

• 与MCU的接口：我还没听说过一个可以连接到DDR模块的MCU；你至少需要一个微处理器或一个FPGA。然而，一些更强大的mcu可以通过内部控制器访问大量的易失性内存。这个STM32F7系列MCU是一个非常流行的例子；它的内部灵活内存控制器（FMC）可以用来访问大约100兆赫的SDRAM。

• 低成本：在需要大量内存的嵌入式系统中，例如执行嵌入式推理任务的具有ML能力的小型系统，系统可能需要大量内存，这些内存可以由RAM模块提供。由于这类系统的部署预计只会增加，所以当SDRAM芯片可以完成这项工作时，使用昂贵的DDR模块是没有意义的。

• 更容易布线：由于SDRAM芯片运行速度稍慢，信号上升时间较慢，所以长度匹配要求就容易得多。一定要对这些限制进行编码在你的设计规则里

• 减少串扰：任何高速数字协议，包括DDR4与其他总线内部的一些总线接口会有串扰。低速运行的好处在于总线中信号之间的串扰不那么强烈。

• 相同的总线拓扑：SDRAM和DDR使用相同类型的总线，这意味着它们具有相同的信号集，并且信号具有相同的含义。如果你知道如何路由一个单数据速率SDRAM接口，那么你就知道了如何更快地使用DDR接口。

这些蛇形部分用于SDRAM和更快的DDR接口中的并行总线的长度匹配。

不是每一个系统都需要一个单独的数据速率SDRAM模块，但它们肯定更容易与基于微控制器构建的流行嵌入式系统架构一起使用。如果您正在设计一个定制的单板计算机或主板，并且您的系统需要高内存，那么就咬紧牙关，使用一个或多个DDR模块。如果你从来没有使用过现代的DDR模块，你仍然可以低到DDR2，而且与典型的SDRAM模块相比，你的系统将有足够的内存。

在比较SDRAM和DDR时，一旦确定了所需内存的类型和数量，请使用中最好的PCB布局软件AD创建你的物理布局。当您需要评估PCB布局中的信号完整性和EMI时，AD用户可以使用EDB Exporter extension将其设计导入到Ansys field solvers并执行一系列强大的信号完整性仿真。当您完成设计并希望将文件发布给制造商时 Altium 365型 He平台使协作和共享项目变得更加容易。