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Dans les laboratoires de R&D d’Introspect, la sonde active RSH2 est devenue un outil incontournable pour les mesures sur oscilloscope réalisées par nos ingénieurs en matériel. Grâce à sa large bande passante, à sa capacité de mesure multiconducteurs/multicanaux et à son boîtier blindé de haute qualité, elle nous permet de mesurer des signaux avec une grande fidélité et un faible niveau de bruit. Consultez par exemple l’article « Puis-je utiliser la RSH2 avec un oscilloscope ? », dans lequel nous avons mesuré des signaux MIPI D-PHY sur un oscilloscope.
À l’instar de cet article, nous nous sommes ici demandé s’il était possible d’analyser un smartphone de nouvelle génération équipé d’une mémoire LPDDR5x de type « package-on-package ». Pour ce faire, nous avons dû recourir à un interposeur à pointe intégrée, et les résultats se sont révélés fascinants. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus !
La figure 1 présente le montage que nous avons utilisé. Comme il s’agit d’un smartphone, vous pouvez constater à quel point la carte mère de l’appareil est minuscule. Sur la figure, l’interposeur à embouts intégrés est placé entre le processeur et le module de mémoire LPDDR5x. Cet interposeur nous a permis de sonder à la fois le bus CA et le bus DQ. L’interposeur transmet les signaux mesurés via une interface à câble micro-coaxial blindé, ce qui évite d’avoir à souder des pointes de sonde actives externes.
Figure 1 : Interposeur à embout intégré installé sur un smartphone équipé d’un dispositif de mémoire LPDDR5x de type « Package-on-Package » (POP).
La figure 2 présente la forme d’onde de l’un des signaux CA du téléphone alors qu’il exécutait une application très gourmande en ressources (autrement dit, un test de charge de la mémoire). Comme vous pouvez le constater, le bus CA fonctionne à 2,133 Gbps ! C’est très rapide, et cela correspond à une implémentation à 8 533 MT/s sur ce téléphone – impressionnant.
En examinant attentivement la figure 2, nous avons remarqué que l’amplitude de tension sur le bus CA était assez importante pour des modules de mémoire LPDDR classiques. Après une analyse plus approfondie, nous avons conclu que le processeur faisait fonctionner le bus CA de la mémoire en mode non terminé, alors même que la mémoire fonctionne à 8 533 MT/s. C’est là encore tout à fait impressionnant, et cela explique comment le téléphone est capable d’offrir des performances aussi élevées avec une dissipation de puissance très faible.
Figure 2 : Diagramme en œil du bus CA affiché sur un oscilloscope à large bande passante.
Bien que les résultats présentés dans la figure 2 soient étonnamment bons, il est important d’en comprendre la raison. En effet, dans les implémentations classiques d’interposeurs, la mesure des signaux non terminés est souvent un véritable cauchemar ! La raison est illustrée graphiquement sur la figure 3. Comme le montre cette figure, un interposeur classique comporte une piste relativement longue qui s’étend depuis la face inférieure de la matrice BGA du dispositif de mémoire jusqu’au bord de l’interposeur, où se fixe la sonde de l’oscilloscope. Pire encore, la sonde de l’oscilloscope elle-même présente une impédance élevée. Il en résulte donc une série de réflexions qui ne cessent de rebondir entre la bille du dispositif de mémoire et la sonde d’oscilloscope. C’est pourquoi un interposeur classique présente souvent un « œil effondré » lorsque les signaux mesurés ne sont pas terminés. Veuillez vous reporter à la figure 4 pour une illustration de ce phénomène.
Figure 3 : La difficulté liée à la mesure de signaux non terminés.
Le diagramme oculaire de la figure 4 correspond exactement au même téléphone que celui qui avait été testé précédemment à la figure 2, et ce téléphone exécute le même test de charge mémoire que celui utilisé dans cette figure. La seule différence réside dans le fait qu’un interposeur standard a été utilisé cette fois-ci avec une sonde à haute impédance (figure 4), contrairement à l’interposeur à pointe intégrée Introspect et aux RSH (figure 2). Ainsi, les réflexions dans l’interposeur standard génèrent une perte trop importante au débit de données de 2,133 Gbps (1,066 GHz). Il en résulte un œil nettement plus fermé.
Figure 4 : Le même signal que celui de la figure 2, mais mesuré à l’aide d’un interposeur classique.
La figure 5 présente le bus de données mesuré à la fois avec un interposeur classique et avec l’interposeur à pointe intégrée Introspect. Bien entendu, le bus de données fonctionne actuellement en mode terminé, puisqu’il opère à 8 533 MT/s. Les niveaux de tension sont donc davantage en adéquation avec ceux de la LPDDR5. Cependant, le problème dans ce cas précis – pour l’interposeur standard – réside dans la vitesse de transmission extrêmement élevée du signal. Ainsi, l’œil de l’interposeur standard (panneau de gauche) est assez médiocre. En revanche, l’œil de l’interposeur à pointe intégrée Introspect (panneau de droite) est très ouvert, même à 8 533 MT/s.
Figure 5 : Le bus DQ du même téléphone que celui de la figure 2.
Dans cet article, nous avons décidé d’analyser un smartphone moderne à l’aide de l’interposeur à pointe intégrée d’Introspect et d’une sonde active RSH2. Ce que nous avons découvert était fascinant. Le téléphone faisait fonctionner le bus CA en mode non terminé, même à une vitesse de 8 533 MT/s. Plus important encore, la solution de sondage Introspect a permis d’obtenir des courbes de signal d’une pureté exceptionnelle, tant pour le bus CA (fonctionnant en mode non terminé) que pour le bus DQ (fonctionnant en mode terminé).
Avez-vous besoin d’effectuer des mesures à l’oscilloscope à l’aide d’une sonde active ? N’hésitez pas à nous contacter à l’adresse info@introspect.ca pour obtenir plus d’informations et découvrir à quel point notre solution de sondes est simple d’utilisation.
