为什么DDR电源设计时需要VTT电源呢？
编者注：ddr总线的设计相对而言是非常复杂的，比如电源系统中就包含了很多中电源的设计，只是某些工程师在设计的时候做了一些简化。本文就针对vtt做了比较详细的介绍。
1、ddr系统的三种电源
对于电源电压，ddr sdram系统要求三个电源，分别为vddq、vtt和vref。
a、主电源vdd和vddq
主电源的要求是vddq=vdd，vddq是给io buffer供电的电源，vdd是给内核供电。但是一般的使用中都是把vddq和vdd合成一个电源使用。
有的芯片还有专门的vddl，是给dll供电的，也和vdd使用同一电源即可。
电源设计时，需要考虑电压、电流是否满足要求。
电源的上电顺序和电源的上电时间，单调性等。
电源电压的要求一般在±5%以内。电流需要根据使用的不同芯片，及芯片个数等进行计算。由于ddr的电流一般都比较大，所以pcb设计时，如果有一个完整的电源平面铺到管脚上，是最理想的状态，并且在电源入口加大电容储能，每个管脚上加一个100nf~10nf的小电容滤波。
到了ddr5，电压从1.2v将会变到1.1v，下降了8.3%，这是几代ddr总线以来下降比例最少的一次。说明电子技术的发展，对于低功耗的设计难度越来越大。这么低的电压，其抗干扰设计就会更加的难。对于电源完整性和信号完整性的设计要求就越来越严苛。
b、参考电源vref
参考电源vref要求跟随vddq，并且vref=vddq/2，所以可以使用电源芯片提供，也可以采用电阻分压的方式得到。由于vref一般电流较小，在几个ma几十ma的数量级，所以用电阻分压的方式，即节约成本，又能在布局上比较灵活，放置的离vref管脚比较近，紧密的跟随vddq电压，所以建议使用此种方式。需要注意分压用的电阻在100ω10kω均可，需要使用1%精度的电阻。vref参考电压的每个管脚上需要加10nf的电容滤波，并且每个分压电阻上也并联一个电容较好。
vref此处的电流并不大，通过分压，可以选择阻值稍大的电阻。所以需要靠近芯片放置，放置走线过长，被其他大电流信号干扰。
c、用于匹配的电压vtt(tracking termination voltage)
vddq是一种高电流电源ddr芯片的内核、i/o和存储器逻辑供电，而vref是一种低电流、精确的参考电压，它在逻辑高电平（1）和逻辑低电平（0）之间提供一个阈值，以适应i/o电源电压的变化。通过提供一个适应电源电压的精确阈值，vref实现了比固定阈值和终端和驱动正常变化情况下更大的噪声裕度。
vtt是改善信号质量，最常见的规格是0.49到0.51倍vddq，vtt为匹配电阻上拉到的电源，vtt=vddq/2。
ddr的设计中，根据拓扑结构的不同，有的设计使用不到vtt，如控制器带的ddr器件比较少的情况下。如果使用vtt，则vtt的电流要求是比较大的，所以需要走线使用铜皮铺过去。并且vtt要求电源即可以吸电流，又可以灌电流才可以。一般情况下可以使用专门为ddr设计的产生vtt的电源芯片来满足要求。很多情况下，也采用上下拉电阻实现吸电流和灌电流的功能，即戴维南电路。
而且，每个拉到vtt的电阻旁一般放一个10nf~100nf的电容，整个vtt电路上需要有uf级大电容进行储能。
由于vtt电源必须在 1/2 vddq提供和吸收电流，因此如果没有通过分流来允许电源吸收电流，那么就不能使用一个标准的开关电源。而且，由于连接到vtt的每条数据线都有较低的阻抗，因而电源就必须非常稳定。在这个电源中的任何噪声都会直接进入数据线。
vtt 被用来从ddr控制器ic中获取电压，给数据总线和地址总线提供电源,vtt不直接应用在ddr器件上，而是在系统电源上（vtt和终端电阻都被集成到 ddr controller上），因此不需要在电路图中额外标出。它的值通常设定大致等于vref的值（在vref上下0.04v浮动），并且随着vref的变 化而变化。对于ddr1 sdram应用中的地址总线控制信号和数据总线信号都有端接电阻。需要一个没有任何的噪声或者电压变化的参考电压(vref)，用作ddr sdram输入接收器，vref也等于1/2 vddq。vref的变化将会影响存储器的设置和保持时间。
2、为什么需要vtt
为了符合ddr的要求并保证最优的性能，vtt和vref需要在电压、温度和噪声容限上进行严密的控制以便跟踪1/2 vddq。
在实际电路中，对于vref的电压采取电阻分压的方式取得，如下图所示：
其中电容为去耦电容。
ddr颗粒的接收端比较特殊，它是一个差分放大器，其中的一个pin脚连接vref是固定，另一个pin接在ddr控制器的发送端，发送端发送过来的信号，只要比vref高，高过一定的门限，接受端就认为1，只要比vref低，低于一定的门限，接收端就认为0。我们知道ddr的速率(电平的切换)是很快的，同时一个控制器会下挂很多颗粒，这就导致总线上的电流(电荷)来不及泄放和补充，这就需要将vtt在vout为高的时候，吸收电流，在vout为低的时候补充电流；
以ddr2为例，当vout为高电平的时候，vout＝1v8，vtt＝0v9，电流b向处于增加的趋势，当vout为0，vtt＝0v9，电流a向处于增加趋势；
一般ddr vtt的拓扑结构
3、vtt电源工作原理
其中vfb为电压反馈端，sw为电压输出端；
结合ddr拓扑图来看，当vout为低的时候，由于a方向的电流处于增大的趋势，电感l会产生临时反向电动势，来抑制电流变化，这样导致vtt电压变小，上管导通，来补偿这个电流，直至流经电感的电流等于新的电流；
当vout为高的时候，由于b方向的电流处于增大的趋势，电感l会产生临时的反向电动势，来抑制电流变化，这样导致vtt处的电源变大，进而导致vsense变大，上管关闭，下管导通，吸收电流；
4、戴维南电路代替vtt
在一些设计中，在使用ddr颗粒的情况下，已经基本全部不使用vtt电源，全部采用电阻上下拉的戴维南电路（用上下拉电阻替代vtt电源），只有在使用内存条的情况下才使用vtt电源。需要进行信号完整性仿真之后，确定上下拉电阻的阻值。这个阻值一般比较小，虽然降低了设计复杂度，但是增大了整个系统的功耗。
一般情况下，ddr的数据线都是一驱一的拓扑结构，且ddr2和ddr3内部都有odt做匹配，所以不需要拉到vtt做匹配即可得到较好的信号质量。ddr2的地址和控制信号线如果是多负载的情况下，会有一驱多，并且内部没有odt，其拓扑结构为走t型的结构，所以常常需要使用vtt进行信号质量的匹配控制。ddr3可以采用fly-by方式走线。
4、vtt电流预估
例如：vtt（0.6v）作为地址线/控制线（共25根）的上拉电源 ，上拉电阻39.2欧姆，最大电流计算公式：（0.6v/39.2）*25 = 0.38a。
最大电流就是所有信号同为高，或者同为低的时候，所有的信号线都是灌电流或者拉电流。如果有高有底，则会相互抵消，vtt的输出电流没有那么大。
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1、ddr系统的三种电源
对于电源电压，ddr sdram系统要求三个电源，分别为vddq、vtt和vref。
a、主电源vdd和vddq
主电源的要求是vddq=vdd，vddq是给io buffer供电的电源，vdd是给内核供电。但是一般的使用中都是把vddq和vdd合成一个电源使用。
有的芯片还有专门的vddl，是给dll供电的，也和vdd使用同一电源即可。
电源设计时，需要考虑电压、电流是否满足要求。
电源的上电顺序和电源的上电时间，单调性等。
电源电压的要求一般在±5%以内。电流需要根据使用的不同芯片，及芯片个数等进行计算。由于ddr的电流一般都比较大，所以pcb设计时，如果有一个完整的电源平面铺到管脚上，是最理想的状态，并且在电源入口加大电容储能，每个管脚上加一个100nf~10nf的小电容滤波。
到了ddr5，电压从1.2v将会变到1.1v，下降了8.3%，这是几代ddr总线以来下降比例最少的一次。说明电子技术的发展，对于低功耗的设计难度越来越大。这么低的电压，其抗干扰设计就会更加的难。对于电源完整性和信号完整性的设计要求就越来越严苛。
b、参考电源vref
参考电源vref要求跟随vddq，并且vref=vddq/2，所以可以使用电源芯片提供，也可以采用电阻分压的方式得到。由于vref一般电流较小，在几个ma几十ma的数量级，所以用电阻分压的方式，即节约成本，又能在布局上比较灵活，放置的离vref管脚比较近，紧密的跟随vddq电压，所以建议使用此种方式。需要注意分压用的电阻在100ω10kω均可，需要使用1%精度的电阻。vref参考电压的每个管脚上需要加10nf的电容滤波，并且每个分压电阻上也并联一个电容较好。
vref此处的电流并不大，通过分压，可以选择阻值稍大的电阻。所以需要靠近芯片放置，放置走线过长，被其他大电流信号干扰。
c、用于匹配的电压vtt(tracking termination voltage)
vddq是一种高电流电源ddr芯片的内核、i/o和存储器逻辑供电，而vref是一种低电流、精确的参考电压，它在逻辑高电平（1）和逻辑低电平（0）之间提供一个阈值，以适应i/o电源电压的变化。通过提供一个适应电源电压的精确阈值，vref实现了比固定阈值和终端和驱动正常变化情况下更大的噪声裕度。
vtt是改善信号质量，最常见的规格是0.49到0.51倍vddq，vtt为匹配电阻上拉到的电源，vtt=vddq/2。
ddr的设计中，根据拓扑结构的不同，有的设计使用不到vtt，如控制器带的ddr器件比较少的情况下。如果使用vtt，则vtt的电流要求是比较大的，所以需要走线使用铜皮铺过去。并且vtt要求电源即可以吸电流，又可以灌电流才可以。一般情况下可以使用专门为ddr设计的产生vtt的电源芯片来满足要求。很多情况下，也采用上下拉电阻实现吸电流和灌电流的功能，即戴维南电路。
而且，每个拉到vtt的电阻旁一般放一个10nf~100nf的电容，整个vtt电路上需要有uf级大电容进行储能。
由于vtt电源必须在 1/2 vddq提供和吸收电流，因此如果没有通过分流来允许电源吸收电流，那么就不能使用一个标准的开关电源。而且，由于连接到vtt的每条数据线都有较低的阻抗，因而电源就必须非常稳定。在这个电源中的任何噪声都会直接进入数据线。
vtt 被用来从ddr控制器ic中获取电压，给数据总线和地址总线提供电源,vtt不直接应用在ddr器件上，而是在系统电源上（vtt和终端电阻都被集成到 ddr controller上），因此不需要在电路图中额外标出。它的值通常设定大致等于vref的值（在vref上下0.04v浮动），并且随着vref的变 化而变化。对于ddr1 sdram应用中的地址总线控制信号和数据总线信号都有端接电阻。需要一个没有任何的噪声或者电压变化的参考电压(vref)，用作ddr sdram输入接收器，vref也等于1/2 vddq。vref的变化将会影响存储器的设置和保持时间。
2、为什么需要vtt
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其中电容为去耦电容。
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以ddr2为例，当vout为高电平的时候，vout＝1v8，vtt＝0v9，电流b向处于增加的趋势，当vout为0，vtt＝0v9，电流a向处于增加趋势；
一般ddr vtt的拓扑结构
3、vtt电源工作原理
其中vfb为电压反馈端，sw为电压输出端；
结合ddr拓扑图来看，当vout为低的时候，由于a方向的电流处于增大的趋势，电感l会产生临时反向电动势，来抑制电流变化，这样导致vtt电压变小，上管导通，来补偿这个电流，直至流经电感的电流等于新的电流；
当vout为高的时候，由于b方向的电流处于增大的趋势，电感l会产生临时的反向电动势，来抑制电流变化，这样导致vtt处的电源变大，进而导致vsense变大，上管关闭，下管导通，吸收电流；
4、戴维南电路代替vtt
在一些设计中，在使用ddr颗粒的情况下，已经基本全部不使用vtt电源，全部采用电阻上下拉的戴维南电路（用上下拉电阻替代vtt电源），只有在使用内存条的情况下才使用vtt电源。需要进行信号完整性仿真之后，确定上下拉电阻的阻值。这个阻值一般比较小，虽然降低了设计复杂度，但是增大了整个系统的功耗。
一般情况下，ddr的数据线都是一驱一的拓扑结构，且ddr2和ddr3内部都有odt做匹配，所以不需要拉到vtt做匹配即可得到较好的信号质量。ddr2的地址和控制信号线如果是多负载的情况下，会有一驱多，并且内部没有odt，其拓扑结构为走t型的结构，所以常常需要使用vtt进行信号质量的匹配控制。ddr3可以采用fly-by方式走线。
4、vtt电流预估
例如：vtt（0.6v）作为地址线/控制线（共25根）的上拉电源 ，上拉电阻39.2欧姆，最大电流计算公式：（0.6v/39.2）*25 = 0.38a。
最大电流就是所有信号同为高，或者同为低的时候，所有的信号线都是灌电流或者拉电流。如果有高有底，则会相互抵消，vtt的输出电流没有那么大。
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