DDR相关实验

DDR3内存简介

1.相关概念：

RAM：随机存储器，可以随时进行读写操作，速度很快，掉电以后数据会丢失。比如内存条、SRAM、SDRAM、DDR等都是RAM。RAM一般用来保存程序数据、中间结果。

ROM：只读存储器，但可以进行写的操作，只是要先进行擦除，然后再发送要写的地址或扇区，最后才是要写入的数据。相比于RAM，向ROM或者Flash写入数据要复杂很多，因此意味着速度就会变慢(相比RAM)，但是ROM和Flash可以将容量做的很大，而且掉电以后数据不会丢失，适合用来存储资料，比如音乐、图片、视频等信息。

SRAM：SRAM的全称叫做Static Random-Access Memory，也就是静态随机存储器，这里的“静态”说的就是只要SRAM上电，那么SRAM里面的数据就会一直保存着，直到SRAM掉电。对于RAM而言需要可以随机的读取任意一个地址空间内的数据，因此采用了地址线和数据线分离的方式。

SDRAM：与SRAM相比，SDRAM集成度高、功耗低、成本低、适合做大容量存储，但是需要定时刷新来保证数据不会丢失。因此SDRAM适合用来做内存条，SRAM适合做高速缓存或MCU内部的RAM。SDRAM目前已经发展到了第四代，分别为：SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM。

DDR介绍

DDR内存是SDRAM的升级版本，SDRAM分为SDR SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM。可以看出DDR本质上还是SDRAM，只是随着技术的不断发展，DDR也在不断的更新换代。先来看一下DDR，也就是DDR1，人们对于速度的追求是永无止境的，当发现SDRAM的速度不够快的时候人们就在思考如何提高SDRAM的速度，DDR SDRAM由此诞生。
DDR全称是Double Data Rate SDRAM，也就是双倍速率SDRAM，看名字就知道DDR的速率(数据传输速率)比SDRAM高1倍！这1倍的速度不是简简单单的将CLK提高1倍，SDRAM在一个CLK周期传输一次数据，DDR在一个CLK周期传输两次数据，也就是在上升沿和下降沿各传输一次数据，这个概念叫做预取(prefetch)，相当于DDR的预取为2bit，因此DDR的速度直接加倍！比如SDRAM速度一般是133200MHz，对应的传输速度就是133200MT/s，在描述DDR速度的时候一般都使用MT/s，也就是每秒多少兆次数据传输。133MT/S就是每秒133M次数据传输，MT/s描述的是单位时间内传输速率。同样133200MHz的频率，DDR的传输速度就变为了266400MT/S，所以大家常说的DDR266、DDR400就是这么来的。
DDR2在DDR基础上进一步增加预取(prefetch)，增加到了4bit，相当于比DDR多读取一倍的数据，因此DDR2的数据传输速率就是533~800MT/s，这个也就是大家常说的DDR2 533、DDR2 800。当然了，DDR2还有其他速度，这里只是说最常见的几种。
DDR3在DDR2的基础上将预取(prefetch)提高到8bit，因此又获得了比DDR2高一倍的传输速率，因此在总线时钟同样为266400MHz的情况下，DDR3的传输速率就是10661600MT/S。
I.MX6U的MMDC外设用于连接DDR，支持LPDDR2、DDR3、DDR3L，最高支持16位数据位宽。总线速度为400MHz(实际是396MHz)，数据传输速率最大为800MT/S。这里我们讲一下LPDDR3、DDR3和DDR3L的区别，这三个都是DDR3，但是区别主要在于工作电压，LPDDR3叫做低功耗DDR3，工作电压为1.2V。DDR3叫做标压DDR3，工作电压为1.5V，一般台式内存条都是DDR3。DDR3L是低压DDR3，工作电压为1.35V，一般手机、嵌入式、笔记本等都使用DDR3L。

DDR3L初始化与测试

NXP提供了一个非常好用的DDR初始化工具，叫做ddr_stress_tester。

①、此工具通过USB OTG接口与开发板相连接，也就是通过USB OTG口进行DDR的初始化与测试。
②、此工具有一个默认的配置文件，为excel表，通过此表可以设置板子的DDR信息，最后生成一个.inc结尾的DDR初始化脚本文件。这个.inc文件就包含了DDR的初始化信息，一般都是寄存器地址和对应的寄存器值。
③、此工具会加载.inc表里面的DDR初始化信息，然后通过USB OTG接口向板子下载DDR相关的测试代码，包括初始化代码。
④、对此工具进行简单的设置，即可开始DDR测试，一般要先做校准，因为不同的PCB其结构肯定不同，必须要做一次校准，校准完成以后会得到两个寄存器对应的校准值，我们需要用这个新的校准值来重新初始化DDR。
⑤、此工具可以测试板子的DDR超频性能，一般认为DDR能够以超过标准工作频率10%~20%稳定工作的话就认定此硬件DDR走线正常。
⑥、此工具也可以对DDR进行12小时的压力测试。

安装好ddr_stress_tester，还要进行相关配置文件

对该Excel表进行数据的配置，修改相关数据。

 

配置好Excel表后，提取相关数据，复制为.inc文件。

打开ddr_stress_tester：

 

 

 将开发板调整为USB模式下：

运行结果：

 压力测试：