本文完整整理自JEDEC Standard No.79-5D标准文档第4.4章节,聚焦DDR5 SDRAM的可编程前导码(Preamble)与后导码(Postamble)配置规则、时序要求及测量方法,技术细节与原文完全一致,结构清晰易读,可直接用于技术分享或工程实践参考。4.4 可编程前导码与后导码(Programmable Preamble and Postamble)
DDR5 SDRAM支持对读/写操作的前导码和后导码进行可编程配置,通过模式寄存器MR8设定参数,适配不同主机接收端设计需求,核心目标是优化信号完整性与时序兼容性。
4.4.1 读前导码与后导码(Read Preamble and Postamble)
读前导码和后导码的配置直接影响DQS信号的启动与收尾逻辑,所有参数通过模式寄存器MR8编程实现。
核心配置规则
1.读前导码(Read Preamble)
- 配置寄存器:MR8:OP[2:0]
- 可选参数(含图案定义):
- 000B:1tCK,图案为“10”
- 001B:2tCK,图案为“0010”
- 010B:2tCK,DDR4兼容风格,图案为“1110”
- 011B:3tCK,图案为“000010”
- 100B:4tCK,图案为“00001010”
- 101B~111B:保留(RFU)
- 速率限制:1tCK仅支持DDR5-3200/3600;4tCK支持DDR5-5600及以上速率。
2.读后导码(Read Postamble)
- 配置寄存器:MR8:OP[6]
- 可选参数:
- 0B:0.5tCK
- 1B:1.5tCK
3.DQS偏移适配
- 支持DQS信号提前驱动x-tCK,通过MR40:OP[2:0]配置读DQS偏移,适配不同主机接收端设计。
关键时序图引用
Figure 12 - Example of Read Preamble Modes (Default) with 0.5 tCK Postamble(默认配置下读前导码模式示例,含0.5tCK后导码)
Figure 13 - Example of Read Preamble Modes (Default) with 1.5 tCK Postamble(默认配置下读前导码模式示例,含1.5tCK后导码)
Figure 14 - Example of Read Preamble Modes with 3tCK DQS Offset and with 1.5 tCK Postamble(3tCK DQS偏移下读前导码模式示例,含1.5tCK后导码)
读前导码/后导码关键备注
前导码图案的比特序列直接影响信号同步稳定性,DDR4兼容模式需匹配 legacy 系统时序。
DQS偏移配置不改变数据输出序列,仅调整DQS与CK的相位关系。
低速率(CL≤30)器件的偏移范围受限,需遵循器件速率等级约束。
4.4.2 写前导码与后导码(Write Preamble and Postamble)
写前导码和后导码的配置逻辑与读操作类似,但参数选项和时序要求有所差异,同样通过MR8寄存器编程。
核心配置规则
1.写前导码(Write Preamble)
- 配置寄存器:MR8:OP[4:3]
- 可选参数:
- 00B:2tCK
- 01B:3tCK
- 10B:4tCK
- 11B:保留(RFU)
- 速率适配:4tCK支持DDR5-4000及以上速率,低速率器件仅支持2tCK/3tCK。
2.写后导码(Write Postamble)
- 配置寄存器:MR8:OP[7]
- 可选参数:
- 0B:0.5tCK
- 1B:1.5tCK
关键时序图引用
Figure 15 - Example of Write Preamble Modes (Default) with 0.5tCK Postamble(默认配置下写前导码模式示例,含0.5tCK后导码)
Figure 16 - Example of Write Preamble Modes (Default) with 1.5tCK Postamble(默认配置下写前导码模式示例,含1.5tCK后导码)
写前导码/后导码关键备注
4.4.3 读/写前导码与后导码时序参数(Read and Write Preamble and Postamble Timings)
时序参数定义了前导码/后导码的信号完整性要求,需结合器件速率等级匹配配置,核心参数汇总如下表所示。
时序参数表(DDR5-3200至4800)
Table 37 - Strobe Preamble and Postamble Timing Parameters for DDR5-3200 to 4800(DDR5-3200~4800速率前导码/后导码时序参数表)
参数 | 符号 | DDR5-3200~3600(Min/Max) | DDR5-4000~4400(Min/Max) | DDR5-4800(Min/Max) | 单位 |
读前导码(1tCK) | tRPRE1 | 0.900/- | -/- | -/- | tCK(avg) |
读前导码(2tCK) | tRPRE2 | 1.800/- | 1.800/- | 1.800/- | tCK(avg) |
读前导码(DDR4风格2tCK) | tRPRE2_D4 | 1.800/- | 1.800/- | 1.800/- | tCK(avg) |
读前导码(3tCK) | tRPRE3 | -/- | 2.700/- | 2.700/- | tCK(avg) |
读前导码(4tCK) | tRPRE4 | -/- | -/- | -/- | tCK(avg) |
读后导码(0.5tCK) | tRPST0.5 | 0.450/- | 0.450/- | 0.450/- | tCK(avg) |
读后导码(1.5tCK) | tRPST1.5 | 1.200/- | 1.200/- | 1.200/- | tCK(avg) |
写前导码(2tCK) | tWPRE2 | 1.800/- | 1.800/- | 1.800/- | tCK(avg) |
写前导码(3tCK) | tWPRE3 | -/- | 2.700/- | 2.700/- | tCK(avg) |
写前导码(4tCK) | tWPRE4 | -/- | 3.600/- | 3.600/- | tCK(avg) |
写后导码(0.5tCK) | tWPST0.5 | 0.45/- | 0.45/- | 0.45/- | tCK(avg) |
写后导码(1.5tCK) | tWPST1.5 | -/- | 1.20/- | 1.20/- | tCK(avg) |
时序参数表(DDR5-5200至9200)
Table 38 - Strobe Preamble and Postamble Timing Parameters for DDR5-5200 to 9200(DDR5-5200~9200速率前导码/后导码时序参数表)
参数 | 符号 | DDR5-5200(Min/Max) | DDR5-5600~6400(Min/Max) | DDR5-6800~7200(Min/Max) | DDR5-7600~9200(Min/Max) | 单位 |
读前导码(2tCK DDR4风格) | tRPRE2_D4 | 2.700/- | 2.700/- | -/- | -/- | tCK(avg) |
读前导码(3tCK) | tRPRE3 | 2.700/- | 2.700/- | -/- | -/- | tCK(avg) |
读前导码(4tCK) | tRPRE4 | -/- | 3.600/- | 3.600/- | 3.600/- | tCK(avg) |
读后导码(1.5tCK) | tRPST1.5 | 1.200/- | 1.200/- | 1.200/- | 1.300/- | tCK(avg) |
写前导码(3tCK) | tWPRE3 | 2.700/- | 2.700/- | -/- | -/- | tCK(avg) |
写前导码(4tCK) | tWPRE4 | 3.600/- | 3.600/- | 3.600/- | 3.600/- | tCK(avg) |
写后导码(1.5tCK) | tWPST1.5 | 1.200/- | 1.200/- | 1.200/- | 1.200/- | tCK(avg) |
时序关键备注
时序参数值随工作频率变化,需严格匹配器件速率等级。
前导码期间DQS的高低脉冲宽度(如tDQSH2PRE_D4、tDQSL2PRE)需满足信号完整性要求,避免误采样。
读/写操作时,输入接收端选通信号需与DQ信号按前导码/后导码配置对齐,确保时序裕量。
4.4.4 tWPRE和tRPRE测量(tWPRE and tRPRE Measurement)
tWPRE(写前导码时长)和tRPRE(读前导码时长)的测量需遵循统一方法,确保参数一致性。
核心测量规则
测量起点:以VswM高电平或低电平为基准(VswM HIGH=VIHdiffDQS,VswM LOW=VILdiffDQS)。
测量终点:DQS_t/DQS_c的差分交叉点(对应首个突发数据位)。
适用范围:所有可编程前导码时长(1tCK~4tCK)均按此方法测量。
关键测量图引用
Figure 21 - Method for Measuring Preamble Start and End Points(前导码起止点测量方法示意图)
测量关键备注
4.4.5 tWPST和tRPST测量(tWPST and tRPST Measurement)
tWPST(写后导码时长)和tRPST(读后导码时长)的测量方法与前导码互补,聚焦突发数据后的信号收尾阶段。
核心测量规则
测量起点:DQS_t/DQS_c对应最后一个突发数据位的差分交叉点。
测量终点:VswM低电平(VILdiffDQS)。
适用范围:所有可编程后导码时长(0.5tCK、1.5tCK)。
关键测量图引用
Figure 22 - Method for Measuring Postamble Start and End Points(后导码起止点测量方法示意图)
测量关键备注
4.4章节关键备注汇总
前导码/后导码配置均通过MR8寄存器实现,修改后需确保器件处于空闲状态,避免配置冲突。
不同速率器件的前导码选项存在差异,低速率(≤4800MT/s)不支持4tCK读前导码,需提前确认器件速率等级。
启用DQS偏移(MR40)时,需同步调整前导码时序参数,确保信号同步。
测量前导码/后导码时长时,需严格遵循VswM参考电压和差分交叉点定义,避免测量误差。
写操作启用DFE时,DQ信号的4UI高电平要求需优先满足,否则会导致DFE同步失败。