インテグリティな技術コラム(7) ―― スタブの反射はSSTLで回避

●スタブ抵抗の有無で波形が変わる

　図5に，スタブが4個で，スタブ抵抗がない場合のメモリ入力の波形を示します．データ周期で反射波が収束してないため，データ幅が異なると反射波形もさらに変化します．異なるデータ幅を考慮すると，アイ・パターンによる評価が必要となりますが，これについてはまた別の機会に触れます．

図5　スタブ抵抗なし

　図6に，信号の立ち上がり時間t_rを，スタブ長の遅延時間τに対して変化させたときのメモリ入力波形を示します．遅い立ち上がりに対しては，スタブの影響がそれほど現れていないことが分かります．昔の遅いシステムはこのような状態で，スタブに対する対策はそれほど考えられていませんでした．

図6　立ち上がり時間とスタブ長の関係

　図7に，スタブ抵抗を入れたときの波形を示します．スタブによる多重反射が軽減されて，きれいな波形になっていることが分かります．

図7　スタブ抵抗あり

　ここでは，コントローラからメモリへの信号，すなわちWrite時の波形を示しました．メモリからコントローラ，すなわちRead時についても，ほぼ同じような傾向を示します．

●メモリ増設の利便性とスタブ問題にはトレードオフがある

　スタブのほとんど存在しないメモリ・バスはあるのでしょうか．それは，メモリ素子をメイン・ボードに直付けすれば実現できます．ただし，メモリの増設が難しいので，汎用性が求められるパソコンには不向きです．一部分をメイン・ボードに直付けして，増設分だけをDIMMにしている例はありますが，相性問題（本コラムの第6回を参照）がよく発生するようです．配線がより複雑になるからでしょう．

　そのほかの解として，Direct Rambusがあります．Direct Rambusではメモリ・バスがモジュール上を通るので，スタブはほとんど存在しません．そのため，波形乱れは少なく，伝送路としてみれば理想的なバスを形成します．ただし，バスを利用する際のもう一つの利点である，モジュールの増設は基本的には不可能なので，パソコンへの適用は限られたものに終わりました．増設が不要のゲーム機ではよく用いられています．

うすい・ゆうぞう
シグナル インテグリティ コンサルタント
http://home.wondernet.ne.jp/~usuiy/