CN102880534A - 一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法，将内存电源转接卡插入龙芯服务器主板，若内存电源转接卡为两个以上，将相邻的两个所述内存电源转接卡通过转接卡互联线连接，将示波器的探头与所述内存电源转接卡连接，将电子负载仪通过负载线与所述内存电源转接卡连接。本发明通过电子负载仪和示波器进行静态和动态多方向的内存电压测试。本发明可以确保内存的可靠运行，提高服务器的性能和质量。本发明从内存工作的实际环境出发，利用内存连接板模拟内存实际工作状态，采用电子负载仪从静态和动态多个方向全面的测试内存工作电压，能够真实有效的反映内存电压电路设计的质量和指标，得出准确的测试数据。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，具体涉及一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法。
背景技术
随着全球服务器市场的快速增长，具有自主知识产权的龙芯服务器也得到了迅猛的发展。如何保证服务器的性能，稳定性和高可靠性成为研发和测试过程中的难点。最新龙芯服务器主板支持符合DDR3规范的不同规格的内存，。当前针对内存的测试主要集中在信号质量以及简单的电压大小和纹波的测试，因此，不能模拟内存最大电量需求的情况，得不到真实有效的测试数据和结果。
目前服务器主板内存供电电路大多数都采用DC/DC电源，根据所选用内存类型的不同，所需电流的大小也不同。各服务器主板所采用的VR方案也千差万别，对内存电压的测试仅仅局限在电压的大小及纹波大小上显得测试方法不够成熟和准确。服务器主板在进行大量数据的读写和内存刷新过程中所需的功率是相当大的，如何根据主板配置把上述情况涵盖在测试内容当中，是需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法，能够客观、准确的反映服务器主板设计是否满足DDR3电压规范要求。
本发明提供的一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：
测试前
（1）将至少一个的内存电源转接卡插入龙芯服务器主板；
（2）将相邻的两个所述内存电源转接卡通过转接卡互联线连接；
（3）将示波器的探头与所述内存电源转接卡连接；
（4）将电子负载仪通过负载线与所述内存电源转接卡连接；
测试中
（5）对所述示波器校准；
（6）所述龙芯服务器主板上电，调节所述电子负载仪电流，对内存电压进行静态电流测试；
（7）调节所述电子负载仪负载大小、频率和电流变化率SR，对内存电压进行动态电流测试；
测试后
（8）所述示波器、所述龙芯服务器主板和所述电子负载仪断电。
其中，所述内存电压包括内存电压VDDQ和内存电压VTT。
其中，步骤（6）中对所述内存电压VDDQ进行静态电流测试包括如下步骤：
（6-1）设定所述电子负载仪的最小电流值，并加载；
（6-2）将所述电子负载仪的电流值从小到大连续调节，直至得到计算的TDC电流值；
（6-3）所述示波器记录电压和纹波大小；
（6-4）继续增大所述电子负载仪电流值，直至所计算得到的PEAK值；
（6-5）减小所述电子负载仪电流值。
其中，步骤（6）中所述内存电压VTT进行静态电流测试包括如下步骤：
（6-a）设定所述电子负载仪的负电流输入端最小电流值，并加载；
（6-b）将所述电子负载仪的电流值从小到大调节；
（6-c）所述示波器记录内存电压（VTT）电压大小和纹波。
其中，步骤（7）所述动态电流测试包括如下步骤：
（7-1）设定所述电子负载仪的最小频率值和电流变化率SR，并加载；
（7-2）保持所述电流变化率SR不变，将所述电子负载仪的频率值从小到大调节；
（7-3）所述示波器记录电压和纹波大小。
其中，根据所述服务器主板所配置的内存规格和类型，结合内存厂商提供的内存规格说明书，记录单条内存电压VDDQ所需TDC电流值A1，PEAK电流值A2；记录单条内存电压VTT所需TDC电流值A3，PEAK电流值A4；记录服务器主板CPU内存控制器所需内存电压VDDQ的TDC电流大小A5，PEAK电流值为A6；
设服务器主板配置N条内存条，则测试指标计算公式如下：
TDC=(A1+A3)*N+A5；
PEAK=(A2+A4)*N+A6。
其中，当所述内存电源转接卡为两个以上时，步骤（3）所述示波器的探头设置两 组，分别与最外侧的所述内存电源转接卡连接。
其中，步骤（3）所述探头为差分探头。
其中，所述差分探头采用Tektronix P6247。也可采用同等规格的其他高性能差分探头来实现测试结果的准确性和可靠性，如P6248，P6330等。
其中，步骤（6-1）所述最小电流值为4A；步骤（6-a）所述最小电流值为-2.9A。
其中，步骤（7-2）中测试所述内存电压VDDQ时，电子负载仪的频率值从1K-10K-50K-100K依次调节；测试所述内存电压VTT时，电子负载仪的频率值从1K-10K-50K-100K-400K依次调节。
与现有技术比，本发明的有益效果为：
本发明专利可以应用于龙芯服务器内存电压的测试，确保内存的可靠运行，提高服务器的性能和质量。本发明从内存工作的实际环境出发，利用内存连接板模拟内存实际工作状态，采用电子负载仪从静态和动态多个方向全面的测试内存工作电压，能够真实有效的反映内存电压电路设计的质量和指标，得出准确的测试数据。
本发明的示波器使用P6247差分探头，保证了测试结果的准确性和可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的龙芯服务器主板内存电压测试示意图。
图2为本发明提供的龙芯主板示意图。
图3为本发明提供的内存电源转接卡示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
DDR3内存包括1.5V电压内存和1.35V低电压内存两种类型。不管是哪种类型的内存都要测试两种电压的大小：VDDQ和VTT（VDDQ/2）。根据JEDEC组织对内存工作电压的规范要求制定(AC+DC)电压工作范围如下：
| 内存类型 | VDDQ_Max | VDDQ_Min | VTT_Max | VTT_Min |
| DDR3(1.5V) | 1.5+5% | 1.5-5% | VDDQ*0.51+27mV | VDDQ*0.49-27mV |
| DDR3(1.35V) | 1.35+7.5% | 1.35-5% | VDDQ*0.51+27mV | VDDQ*0.49-27mV |
当前的龙芯服务器主板均采用LoongSon3B CPU，该CPU为8核64位处理器，8DIMM插槽，最大支持64GB DDR3 SDRAM内存。
龙芯服务器主板上单条DIMM槽支持8GB DDR3 SDRAM，根据LoongSon3B CPU内存控制器对电量的需求以及板上所配置的内存类型对电流大小的需求得出每个VR所要提供 电流的TDC和PEAK值作为静态电流测试指标。龙芯服务器主板采用2个VR供电8条DIMM，每个VR带载4条DIMM。
单条内存电压VDDQ所需TDC电流值为5A，PEAK电流值为6A；内存电压VTT所需TDC电流值为0.5A，PEAK电流值为0.75A；LoongSon3B CPU内存控制器所需内存电压VDDQ的TDC电流值为2A，PEAK值为3A。
根据所述服务器主板所配置的内存规格和类型，结合内存厂商提供的内存规格说明书，记录单条内存电压VDDQ所需TDC电流值A1，PEAK电流值A2；记录单条内存电压VTT所需TDC电流值A3，PEAK电流值A4；记录服务器主板CPU内存控制器所需内存电压VDDQ的TDC电流大小A5，PEAK电流值为A6；
设服务器主板配置N条内存条，则测试指标计算公式如下：
TDC=(A1+A3)*N+A5；
PEAK=(A2+A4)*N+A6；
根据上述公式和各类型值，得到如下表所示的电流值。
本实施例测试指标由上表计算为VDDQ电压：TDC值：24A；PEAK值：30A。
VTT电压：TDC值：2A；PEAK值：3A。
为了模拟内存实际工作环境，本实施例还增加了动态纹波电流测试。龙芯主板配置667MT/s DIMM内存，根据内存厂商对各类型产品的规范，动态抽载指标设置如下：
基于此，本实施测试所需部件和设备包括：
龙芯服务器主板，ATX标准电源，内存测试板，Tektronix DPO7254C，2.5GHz带宽示波器，Tektronix P6247探棒,Prodigit 3300C电子负载仪。
本实施例提出的一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法，包括如下步骤：
测试前，连接仪器，如图1所示（本实施例以4条DIMM为例说明）：
（1）将4个内存电源转接卡插入龙芯服务器主板的4条DIMM槽中；本实施例的龙芯主板如图2所示，内存电源转接卡如图3所示；
（2）将相邻的两个所述内存电源转接卡通过转接卡互联线连接，保证4片内存转接卡可以共用VDDQ和VTT电源；在转接卡上设置有VDDQ和VSS，VTT和VSS，方便示波 器测量以及加载电子负载仪。保证所使用的负载线短而且粗能够满足大电流的通流路径；
（3）将示波器的探头与所述内存电源转接卡连接；示波器使用Tektronix 6247差分探头分别量测位于两侧的DIMM槽口的内存电压，从而保证测试结果的可对照和可靠性。
（4）将电子负载仪通过负载线与所述内存电源转接卡连接；保证负载线短而且粗，能够满足大电流的通流路径。
测试中：
（5）对所述示波器校准；
（6）所述龙芯服务器主板上电，调节所述电子负载仪电流，对内存电压进行静态电流测试；内存电压包括VDDQ和VTT电压；
在内存电压VDDQ测试时，在VDDQ负载端加载电子负载仪，在VDDQ测试端连接示波器P6247差分探头；在内存电压VTT测试时，在VTT负载端加载电子负载仪，在VTT测试端连接示波器P6247差分探头；完成测试步骤。
其中：对内存电压VDDQ进行静态电流测试时包括如下步骤：
（6-1）设定所述电子负载仪的最小电流值，并加载；本实施例设置的最小电流值为5A；
（6-2）将所述电子负载仪的电流值从5A开始，从小到大连续的慢慢地调节，直至TDC电流值为24A；
（6-3）所述示波器记录测试结果，包括电压值和纹波大小等。
（6-4）继续慢慢增大所述电子负载仪电流值，直至PEAK值为30A；
（6-5）减小所述电子负载仪电流值。（6-4）和（6-5）主要目的是看系统能否支持PEAK电流值，不可长时间抽载较大电流。
对内存电压VTT进行静态电流测试时包括如下步骤：
（6-a）设定所述电子负载仪的负电流输入端最小电流值，并加载；最小值为-2.9A；
（6-b）将所述电子负载仪的电流值从小到大调节，如从-2.9A至-2.5A调节；
（6-c）所述示波器记录内存电压VTT的测试结果，包括电压值和纹波大小等。
（7）调节所述电子负载仪负载大小、频率和电流变化率SR，对内存电压进行动态电流测试；
其步骤为：
（7-1）设定所述电子负载仪的最小频率值和电流变化率SR，并加载；
（7-2）保持所述电流变化率SR不变，将所述电子负载仪的频率值从小到大逐渐调节；
（7-3）所述示波器记录电压和纹波大小。
其中，步骤（7-2）中测试所述内存电压VDDQ时，电子负载仪的频率值从1K-10K-50K-100K依次调节；测试所述内存电压VTT时，电子负载仪的频率值从1K-10K-50K-100K-400K依次调节。
这种测试方法和手段可以更客观的反应内存电压是否满足设计要求。
根据计算的测试指标，将负载仪设置到正确参数，轻载情况下的电流跳变大小为1A-19A，SR为5A/us，频率从1K-10K-50K-100K分别量测电压大小，并通过示波器记录波形。重载情况下的电流跳变大小为12A-30A，SR为5A/us，频率从1K-10K-50K-100K分别量测并记录电压大小。
测试后：
（8）所述示波器、所述龙芯服务器主板和所述电子负载仪断电，整理仪器。
将测试好的数据与JEDEC组织对内存工作电压的规范要求制定(AC+DC)电压工作范围进行对比，若测试结果在内存工作电压的范围之内，则内存电压供电方案设计合理和稳定，能够确保内存的可靠运行，提高服务器的性能和质量。若测试结果超出内存工作电压的范围，则需要对内存供电电路进行调整和调优，必要时修改方案以达到上述测试范围。
本发明涉及的技术术语说明：
DDR；Double Data Rate双倍数据传输模式；
VR：Voltage Regulator电压调节器；
DIMM：Dual Inline Memory Modules双列直插式存储模块；
TDC：Thermal Design Current热设计电流；
SR：Slew Rate变化率；
VDDQ：内存供电电压；
VTT：内存总线参考电压；其值为（VDDQ/2）。
VSS：参考地
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任 何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.一种用于龙芯服务器主板的内存电压的测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
测试前
（1）将至少一个的内存电源转接卡插入龙芯服务器主板；
（2）将相邻的两个所述内存电源转接卡通过转接卡互联线连接；
（3）将示波器的探头与所述内存电源转接卡连接；
（4）将电子负载仪通过负载线与所述内存电源转接卡连接；
测试中
（5）对所述示波器校准；
（6）所述龙芯服务器主板上电，调节所述电子负载仪电流，对内存电压进行静态电流测试；
（7）调节所述电子负载仪负载大小、频率和电流变化率SR，对内存电压进行动态电流测试；
测试后
（8）所述示波器、所述龙芯服务器主板和所述电子负载仪断电。
2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述内存电压包括内存电压VDDQ和内存电压VTT。
3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤（6）中对所述内存电压VDDQ进行静态电流测试包括如下步骤：
（6-1）设定所述电子负载仪的最小电流值，并加载；
（6-2）将所述电子负载仪的电流值从小到大连续调节，直至得到计算的TDC电流值；
（6-3）所述示波器记录电压和纹波大小；
（6-4）继续增大所述电子负载仪电流值，直至所计算得到的PEAK值；
（6-5）减小所述电子负载仪电流值。
4.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤（6）中所述内存电压VTT进行静态电流测试包括如下步骤：
（6-a）设定所述电子负载仪的负电流输入端最小电流值，并加载；
（6-b）将所述电子负载仪的电流值从小到大调节；
（6-c）所述示波器记录内存电压（VTT）电压大小和纹波。
5.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤（7）所述动态电流测试包括如下步骤：
（7-1）设定所述电子负载仪的最小频率值和电流变化率SR，并加载；
（7-2）保持所述电流变化率SR不变，将所述电子负载仪的频率值从小到大调节；
（7-3）所述示波器记录电压和纹波大小。
6.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，根据所述服务器主板所配置的内存规格和类型，结合内存厂商提供的内存规格说明书，记录单条内存电压VDDQ所需TDC电流值A1，PEAK电流值A2；记录单条内存电压VTT所需TDC电流值A3，PEAK电流值A4；记录服务器主板CPU内存控制器所需内存电压VDDQ的TDC电流大小A5，PEAK电流值为A6；
设服务器主板配置N条内存条，则测试指标计算公式如下：
TDC=(A1+A3)*N+A5；
PEAK=(A2+A4)*N+A6。
7.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，当所述内存电源转接卡为两个以上时，步骤（3）所述示波器的探头设置两组，分别与最外侧的所述内存电源转接卡连接。
8.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤（3）所述探头为差分探头。
9.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述差分探头采用Tektronix P6247。
10.如权利要求3所述的测试方法，其特征在于，步骤（6-1）所述最小电流值为4A；步骤（6-a）所述最小电流值为-2.9A。
11.如权利要求5所述的测试方法，其特征在于，步骤（7-2）中测试所述内存电压VDDQ时，电子负载仪的频率值从1K-10K-50K-100K依次调节；测试所述内存电压VTT时，电子负载仪的频率值从1K-10K-50K-100K-400K依次调节。
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