CN102622330A

CN102622330A - 兼容不同dram的控制芯片及其方法

Info

Publication number: CN102622330A
Application number: CN2012100438604A
Authority: CN
Inventors: 张振伟; 徐加全
Original assignee: Beijing Haier IC Design Co Ltd
Current assignee: Beijing Haier IC Design Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: CN102622330B

Abstract

本发明一种兼容不同DRAM的控制芯片以及控制芯片兼容不同DRAM的方法，该控制芯片包括：控制器，其包括多个信号发送/接收单元；以及PHY，包括若干信号传输单元和相应数量的端口；所述若干信号传输单元中的每个单元接收来自多个信号发送/接收单元中的一个单元的信号并且经相应端口传送给DRAM；其中，所述每个信号传输单元与所述信号发送/接收单元的对应关系可调整。采用本发明提供的控制芯片可实现2层PCB在无交叉布线情况下对不同DRAM的兼容，实现低成本高速数据传输的效果。

Description

兼容不同DRAM的控制芯片及其方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及到一种使得同一块控制芯片兼容不同种类DRAM的方法，以及使用该种方法兼容不同种类DRAM的控制芯片。

背景技术

在电子技术领域，例如机顶盒的控制电路中，通常需要有控制芯片(称之为SOC、MCU、CPU等)、DRAM芯片(或称之为内存或外部存储器)以及根据DRAM的引脚排序和控制芯片的引脚排序预先设计好线路的PCB板，之后将所述控制芯片和DRAM封装或链接在该PCB板上，在电源供应的情况下，配合外围设备以完成具体功能。现有的DRAM有多种种类规格，例如DDR、DDR2、DDR3等，其引脚排序不完全相同。

此外，在IC控制领域，为了完成高速数据传输以及低成本的要求，通常希望能够在2层的PCB上完成无交叉布线。

如图1所示，现有的控制芯片IC与DRAM的连接方式，控制芯片IC中包括控制器和作为传输通道的物理层PHY，传输通道对应多个引脚，通过引脚与DDR2连接，控制器与PHY集成在同一芯片内，在芯片内部。控制器信号端口与PHY上各个接收端口之间的连接关系是确定不可更改的，在同一块2层的PCB板上，可以做到无交叉布线。

但是，通常会出现由于需求导致更换DRAM的种类的情形。例如，需要将图1所示的DDR2更换为图2所示的DDR3。由于DDR3的引脚排序与DDR2完全不同，在不更换控制芯片IC的情况下，没有办法在2层的PCB上实现无交叉布线。

现有技术中，主要存在以下的两种方式。

第一种是更换IC控制芯片。也就是说，先在PCB上根据DDR3的引脚排序设计信号线路，之后重新购买或者设计控制芯片，以适应DDR3的引脚排序，实现2层PCB上高速数据传输的目的。但是其缺陷在于，更换控制芯片的硬件成本要比更换DRAM更高。

第二种是不更换IC控制芯片，而采用多层的PCB来重新设计线路布局，以完成对同一块控制芯片对DDR3的兼容，此时信号线路交叉。交叉的问题通过过孔来加以克服。但是其缺点在于：多层PCB相比于单反两面的2层PCB成本高。

而重新设计PCB的成本是比较低的，因此，如何在2层PCB上实现同一控制芯片对不同种类DRAM内存的兼容，从而实现低成本高速数据传输的目的，是业内亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种控制芯片以及同一控制芯片兼容不同DRAM的方法，以解决现有技术的控制芯片无法实现在2层PCB板无交叉布线的情况下兼容不同种类DRAM的技术问题。

为实现上述目的，本发明在第一方面提供一种兼容不同DRAM的控制芯片，该控制芯片包括：控制器，其包括多个信号发送/接收单元；以及PHY，包括若干信号传输单元和相应数量的端口；所述若干信号传输单元中的每个单元接收来自多个信号发送/接收单元中的一个单元的信号并且经相应端口传送给DRAM；其中，所述每个信号传输单元与所述信号发送/接收单元的对应关系可调整。

根据第二方面，本发明提供一种同一控制芯片兼容不同DRAM的方法，该控制器包括：控制器和PHY，所述方法包括改变控制器和PHY之间的信号对应关系，以便兼容不同DRAM。

根据第三方面，本发明提供一种应用同一控制芯片兼容不同DRAM的方法，该方法包括：选择DRAM；依据该DRAM设计PCB线路布局；依据设计好的线路布局调整所述控制芯片的引脚排序。

本发明实施例提供了一种控制芯片和一种兼容不同DRAM的方法，在针对不同的DRAM时，同一控制芯片的引脚可以根据配置具有不同的功能，在更换DRAM后，重新设计PCB即可实现不更换控制芯片的情况下，对DRAM的兼容，同时完成高速数据传输的功能。

附图说明

图1为现有技术控制芯片针对DDR2时的布线示意图；

图2为图1所示的芯片针对DDR3时的使用示意图；

图3为本发明的控制芯片原理示意图；

图4是针对第一类信号传输单元的应用示意图；

图5是针对第二类信号传输单元的第一应用示意图；

图6是针对第二类信号传输单元的第二应用示意图

图7是本发明提供的控制芯片兼容方法的流程图；

图8是本发明提供的控制芯片兼容应用方法流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图3所示，其作为本发明提供的控制芯片的架构图，本实施例主要应用于对DRAM的控制上。当然，也可用于其他类似的存储器，不作为限制。控制芯片100包括控制器110和作为信息传输通道的物理层PHY120两部分。其中，控制器110的主要作用是产生控制信号，而PHY120则作为将控制信号传送到PCB板上的信号线，进而传输给受控的DRAM的通道。信号传输通道120通常被称之为物理层PHY，但本实施例中仅以功能作为划分，具体名称将不作为限制。

控制器110通常设置有N个端口，用来将控制器110产生的控制信号发送给PHY120。这些端口，在此被称之为信号发送/接收单元。具体地，例如地址端口A2、A4、A8......，时钟端口CLK、以及数据输入引脚LDM/LDQS/LDQS#等，分别发送不同功能的信号，例如命令信号或者数据信号。

如图3所示，信号传输通道也被称为物理层PHY。其包含多个处理控制器信号命令位的单元，每个单元被称为信号传输单元121～12n。其中，每个信号传输单元121～12n分别可以对应一个输出端口，例如引脚、焊点或者PAD等，作为与PCB上信号线连接的接触点。具体端口的名称不作为限制，以下为叙述方便，仅称之为引脚，但不应理解为限制。

进一步地，这些信号传输单元121～12n，对应的是DRAM上作为信号接收单元的引脚，要将信号传输单元121～12n，分别对应连接到DRAM的引脚，才能够准确实现信号传输，例如将控制器110的A4信号线发出信号发送给DRAM的A4引脚。在此以DDR3为例，其部分引脚类型如表1所示。

DDR3信号名	类型
		CK	CK
CK#	CK#
		A2	CMD
A13	CMD
		A9	CMD
A7	CMD
		WE#	CMD
ODT	CMD
		CAS#	CMD
RAS#	CMD
		CKE	CMD
A10	CMD
		BA1	CMD
A12	CMD
		A4	CMD
DQ11	DQ_H
		DQ13	DQ_H
DQ2	DQ_L
		DQ0	DQ_L
DQ1	DQ_L
		DQ3	DQ_L
LDM	LDM
		LDQS	LDQS
LDQS#	LDQS#
		RESET#	RST
UDM	UDM
		UDQS	UDQS
UDQS#	UDQS#

表1

由上表可以看出，不同类型的引脚，数目是不相同的。例如CMD类型的引脚有多个，而LDM类型则只有一个。与之对应的是，控制芯片100的信号传输通道120中信号传输单元121～12n也与DDR3的各引脚对应。有多个用于传输控制命令CMD类型的，以及多个高位数据DQ_H类型的，以及多个低DQ_L类型。当然，对应LDM类型的也有一个通道。表1仅仅是举例，便于理解之用，也可能按其他方法进行分类，不应理解为对分类方法的限制。

那么，在同一种类型的信号传输单元之间，每个信号传输单元与控制器110上的对应信号发送/接收单元间的对应关系是可以互换的。对于此类信号传输单元，可以在控制芯片100上设置端口功能配置装置以改变信号发送/接收单元和此类第一类信号传输单元之间的对应关系，以便兼容不同DRAM。如图4所示，信号传输单元的A4信号传输单元，可以同时对应控制器110的A4和A2端口，信号传输单元的A2端口可以对应控制器的A2和A13端口，只需要在针对不同DRAM时，选通不同的信号来源即可。例如，采用DDR2时，将控制器A2端口与信号传输通道中的A2传输通道选通，再连接到DDR2的A2引脚。而在选用DDR3时，由于DDR2和DDR3的引脚排列不同，将控制器的A2与信号传输通道的A4信号传输单元选通，进而连接到DDR3的A2引脚，则完成了对某一信号传输单元的复用。当然，在此仅仅作为举例，实际应用中，还可以针对DDR/DDR4分别设置不同的选通数目，选通关系等，在此不作为限制。

在具体实施过程中，可以采用选择器作为选通单元。选择器可以设置在控制器110和信号传输通道120之间，来为某个具体的信号传输单元实现二选一或者三选一的信号来源，例如控制器110的A2/A4/A13，其中之一。当然，所属领域的技术人员也可以选用其他的器件来实现选通单元的功能，不作为限制。

因此在外挂不同的DRAM时，PHY内的传输通道可以被重新定义为不同的功能。例如在外挂DDR2时的CAS#通道在外挂DDR3时当作A7使用。改变PHY同一传输通道的功能的实现方法有多种，例如在使用不同DRAM时，改变控制器与PHY的连接关系或者在PHY内部做切换。具体地，也可以将选通器件的位置设置在信号传输通道120内部，并不作为限制。

进一步参考表1，有些DRAM的信号是特殊的，无法与任何其他信号交换位置例如CLK，以及表1所示的LDQS，LDQS#，LDM这三个信号。以这三个信号为例，如果按“LDM，LDQS，LDQS#”的相对顺序(相对顺序是指这三个引脚的相对位置，实际的引脚排序可能会在这三个引脚之间插入其他引脚)排列则适合于连接DDR2，但连接DDR3时会发生困难，可能导致交叉，或走线过长或走线复杂。走线过长可能会影响需要对齐的信号的对齐性比如通常需要LDM与DQ0～DQ7的走线长度接近，而走线复杂会使其他信号布线困难，或互相干扰，通常不能这样布线。

以LDM信号为例，此类型的引脚只包含一个引脚。而且，LDM引脚在不同的DRAM上位置是不相同的，同时信号传输通道120中传输这种LDM类型信号的信号传输单元与控制器的LDM端口的对应关系，也是确定不可更改的。一个解决方案就是，在信号传输通道120，也就是物理层的PHY中与原本具有LDM信号传输功能的信号传输单元LDM位置不同的位置设置一个具有同样功能的信号传输单元LDM’，两者都连接到控制器110的LDM端口。在采用一种DRAM时，将LDM使用，LDM’悬空。更换到另一种DRAM时，则将LDM’启用，LDM则悬空，或者不封装。

在一实施例中，如图5所示，采用DDR2时，左侧LDM启用，而右侧的LDM悬空。采用DDR3时，如图6所示，在不交叉布线的情况下，将右侧位置的LDM启用，而左侧的LDM则不封装或悬空状态。通过这种方式，实现了无交叉布线。当然，DDR2和DDR3仅仅是作为举例，为兼容更多的DRAM，则可以设置更多的LDM接口，只要采用一种DRAM时，将其余的备份接口悬空即可，并不作为限制。

与之类似，此类不包含多个引脚的引脚类型，例如LDQS/LDQS#等均可采用上述的方案，原理类似，在此不加赘述。

也可能对于某些DRAM的信号是特殊的，无法与任何其他信号交换，但是在布线中其引脚与其他DRAM的引脚通用，对于此类信号传输单元，则不需做出任何调整。

采用上述的控制芯片，实现同一控制芯片对不同DRAM的兼容方法，具体就是方法包括改变控制器和PHY之间的信号对应关系，以便兼容不同DRAM。

具体地，可参考图7，实现上述方案的步骤包括：

S701：根据不同DRAM芯片的引脚排序，定义所述第一类信号传输单元中的信号传输单元与控制器信号发送/接收单元的对应关系；

具体地，可参考上述对地址信号A4、A2等的配置关系。

S702：将第二类信号传输单元中的至少两个与控制器的同一信号发送/接收单元连接；

具体地，此步骤可参考对LDM或者LDM’的配置方案。

当然，上述S701和S702之间顺序并不作为限定，可以同时进行，也可以进行调换，不应理解为本发明的限制。

此外，本发明还可以提供一种控制芯片兼容不同DRAM的应用方法，具体包括：

S701：选择DRAM；

例如，根据需要的性能指标，选择DDR2或者DDR3。

S702：依据该DRAM设计PCB线路布局；

在选择了DDR3之后，按照DDR3的引脚在2层的正反面PCB上无交叉线路布局，以完成高速传输数据的效果。

S703：依据设计好的线路布局调整所述控制芯片的引脚功能；

具体地，将控制芯片IC中的第一类信号传输单元的信号重新选择，以及将第二类信号传输单元对应的引脚设置悬空或者接通。

当然，具体芯片设计人员可以采用以下的方式：

首先，选择多种DRAM，对这些DRAM分别布线；

然后，对比排序结果，如果出现不同类型的引脚分配在同一位置的情况应重新调整布线，尽量保证在同一位置的引脚属于同一类型。

如果确实无法达到同一位置的引脚同一类型的情况采用S702，在需要的位置多放一个此类型的引脚，如果S701就可以能达到无交叉布线的目的，此步骤可以不进行。

也就是说，并不一定同时采用S701和S702两个步骤的方案。

采用本发明提供的控制芯片和配置方法，可以实现在更换DRAM时，不需要更换控制芯片，即可实现在2层的PCB上无交叉布线，以完成低成本高速数据传输的效果。

虽然，前文结合2层PCB对本发明的实施例进行了描述，本领域的技术人员意识到本发明同样适用于其它层数的PCB。同理，上文虽以一块PCB上均以包含一块控制芯片和一片DRAM芯片为例，但不作为限制，在实际操作中，可以在一块PCB上设置两块或者多块控制芯片，以及相应数目的DRAM，可根据具体需求设计。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种兼容不同DRAM的控制芯片，其特征在于，该控制芯片包括：

控制器，其包括多个信号发送/接收单元；以及

PHY，包括若干信号传输单元和相应数量的端口；所述若干信号传输单元中的每个单元接收来自多个信号发送/接收单元中的一个单元的信号并且经相应端口传送给DRAM；

其中，所述每个信号传输单元与所述信号发送/接收单元的对应关系可调整。

2.如权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述信号传输单元包括下列单元中的至少一类：

第一类信号传输单元，该第一类信号传输单元中的每一个可被定义与控制器信号发送/接收单元的对应关系以选择信号源；

第二类信号传输单元，该第二类信号传输单元中的至少两个对应于控制器上的同一信号发送/接收单元。

3.如权利要求2所述的控制芯片，其特征在于，还包括：

端口功能配置装置，用于改变信号发送/接收单元和所述第一类信号传输单元之间的对应关系，以便兼容不同DRAM。

4.如权利要求3所述的控制芯片，其特征在于，所述端口功能配置装置是选通单元或者选择器。

5.如权利要求3所述的控制芯片，其特征在于，所述端口功能配置装置位于所述控制器和所述信号传输通道之间。

6.如权利要求3所述的控制芯片，其特征在于，所述端口功能配置装置位于所述信号传输单元内部。

7.如权利要求2所述的控制芯片，其特征在于，所述第二类信号传输单元中连接到控制器的同一信号发送/接收单元的至少两个信号传输单元对应的端口在所述控制芯片上的位置不相同。

8.如权利要求7所述的控制芯片，其特征在于，所述第二类信号传输单元中的连接到控制器的同一信号发送/接收单元的至少两个信号传输单元对应的端口，在与一种DRAM连接时时，其中之一处于第一状态，其余端口处于第二状态。

9.如权利要求8所述的控制芯片，其特征在于，所述第一状态为使用状态，所述第二状态为非使用状态。

10.一种同一控制芯片兼容不同DRAM的方法，该控制器包括：控制器和PHY，所述方法包括改变控制器和PHY之间的信号对应关系，以便兼容不同DRAM。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述改变控制器和PHY之间的信号对应关系进一步包括：

重新定义PHY的信号传输单元的功能和/或将某个或某些信号重复配置在不同的信号传输单元并且通过相应端口引出。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，重新定义PHY的信号传输单元的功能进一步包括建立一选通单元，该选通单元选择信号传输单元中一个信号传输单元与控制器信号发送/接收单元的至少一个接通。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在将某个或某些信号重复配置在不同的信号传输单元并且通过相应端口引出步骤中：

被配置于控制器的同一信号发送/接收单元的至少两个信号传输单元对应的端口在所述控制芯片上的位置不相同。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述被配置于控制器的同一信号发送/接收单元的至少两个信号传输单元对应的端口在使用一种DRAM时，其中之一处于第一状态，其余端口处于第二状态。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一状态为使用状态，所述第二状态为非使用状态。

16.一种应用同一控制芯片兼容不同DRAM的方法，其特征在于，包括：

1)选择两种或更多种DRAM；

2)分别对这几种DRAM设计PCB布线布局。

3)依据设计好的线路布局调整所述控制芯片的引脚排序。