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[실습 과제 1] LPDDR4 / SDRAM 비교표 작성

LPDDR4 과제 Rank/Channel 질문

해결된 질문

19

아이패드미니6세대

작성한 질문수 4

0

안녕하세요.

LPDDR4 칩 탐색 및 비교 과제에서 주어진 스펙은 다음과 같습니다.


·         데이터 폭(Data Width): 32-bit

·         전원: 1.1 V (typical) 및 Sleep 모드 0.6 V

·         클록 주파수: 1600 MHz 또는 1.6 GHz

·         메모리 밀도: 16 Gb (또는 2 GB)

·         랭크(Rank): 2 Rank (각 Rank 16-bit)


여기에서, 요구하는것이 2 Rank가 아니라, 2 Channel이 되어야 하지 않을까 싶어 문의드립니다.

 

문의 사유 :
1) 32bit 데이터 폭을 가지려면 16bit x 2 channel이 되어야 함, 랭크는 CS로 선택되는 단위
2) (2 Channel, 1 Rank)의 칩은 검색이 가능하지만, (2 Channel, 2 Rank) 칩은 가용한 칩이 없음

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답변 1

0

회로설계 멘토 삼코치

안녕하세요, 답변 남겨드립니다.

질문하신 방향이 맞습니다. 적어주신 스펙을 그대로 놓고 보면 “32-bit data width, 16 Gb, 각 Rank 16-bit”라는 표현은 LPDDR4의 실제 채널 구조와 조금 섞여 있어서, 과제 의도상으로는 2 Rank보다 2 Channel로 해석하는 것이 더 자연스럽습니다. 이 과제는 LPDDR4 인터페이스 구조와 SDRAM 선정을 연결해서 보는 구간에 배치되어 있어서, LPDDR4의 내부 채널 조직을 정확히 읽어내는 연습으로 보는 쪽이 맞아요.

실무 기준으로 정리하면 LPDDR4는 DDR4 UDIMM처럼 Rank 개념을 먼저 세우는 메모리가 아니라, x16 die 내부가 보통 Channel A 8-bit + Channel B 8-bit로 쪼개진 구조를 가지는 경우가 많습니다. 그래서 32-bit bus를 만들 때 흔히 쓰는 조합은 “x16 device 2개 = 총 2 channel 묶음”입니다. 이때 시스템 입장에서는 16-bit + 16-bit처럼 보일 수 있지만, LPDDR4 디바이스 내부 정의로는 각 x16 칩이 다시 2개의 x8 채널을 갖고 있어서, 단순히 DDR4식 “16-bit rank 2개”라고 적으면 의미가 어긋날 수 있습니다. 바로 이 지점 때문에 질문자님이 “32bit 데이터 폭이면 16bit x 2 channel이어야 한다”라고 느끼신 게 맞는 감각입니다.

Rank는 말씀하신 대로 본질적으로 CS 신호로 선택되는 독립 메모리 어레이 집합입니다. 서버나 PC DDR 계열에서는 1R, 2R 표기가 아주 중요하지만, 모바일 LPDDR4 부품 검색에서는 우선 x16, x32, density, channel organization, package, speed bin으로 찾게 되고, “2 Channel, 1 Rank”에 해당하는 부품은 보여도 “2 Channel, 2 Rank”가 바로 눈에 띄지 않는 경우가 많습니다. 이건 검색을 잘못하신 게 아니라, 벤더 데이터시트가 rank 용어를 전면에 내세우지 않기 때문인 경우가 많아요. 실제 보드 설계에서도 RK3399 같은 AP 쪽은 먼저 컨트롤러가 요구하는 총 bus width 32-bit, 지원 speed 3200 MT/s급, fly-by가 아닌 point-to-point 형태, byte lane routing 제약, VDDQ/VDD2 전원 조건을 보고 맞추지, rank 개수만 가지고 부품을 고르지는 않습니다.

그래서 과제 문구를 실무적으로 다듬으면 “32-bit data width, total density 16 Gb, LPDDR4, x16 device 2개 구성, 각 device는 dual-channel organization” 정도가 훨씬 정확합니다. 만약 강의에서 굳이 “2 Rank”라는 표현을 넣었다면, 출제자가 의도한 건 아마 “16-bit 단위 두 개를 묶어 32-bit를 만든다”는 구조를 쉽게 설명하려다 DDR 계열 용어를 LPDDR4에 가져온 것으로 보입니다. 교육자료에서는 이런 식으로 용어가 섞이는 일이 가끔 있는데, 실무에서는 이걸 그대로 BOM이나 schematic note에 적어버리면 검토 단계에서 바로 질문이 나옵니다. 특히 SI/PI 검토나 메모리 초기화 코드 담당자와 맞물리면 “rank 2개냐, channel 2개냐”는 초기화 시퀀스와 address mapping 이해에도 영향을 줘서, 초기에 표현을 바로잡는 게 좋습니다.

질문자님이 적어주신 두 가지 문의 사유도 설득력이 충분합니다. 첫 번째 사유는 bus organization 관점에서 타당하고, 두 번째 사유는 실제 가용 부품 조사 결과로 뒷받침되고 있어서 현업식 검토 흐름으로도 좋습니다. 이런 경우 커뮤니티나 강의 Q&A에는 “과제 스펙의 2 Rank 표기는 LPDDR4의 일반적인 채널 구조를 고려하면 2 Channel 의미로 이해하는 것이 맞는지 확인 부탁드립니다. 32-bit 구성을 위해서는 보통 16-bit device 2개 또는 x16 dual-channel device 조합으로 해석되며, 실제 검색 시에도 2 Channel, 1 Rank 수준의 구성은 확인되지만 2 Channel, 2 Rank로 명시된 가용 칩은 찾기 어려웠습니다” 정도로 남기시면 아주 깔끔합니다.

조금 더 깊게 보면, 여기서 중요한 건 용어 정답 맞히기보다 컨트롤러와 메모리의 조직이 실제로 어떻게 매칭되느냐입니다. 예를 들어 AP가 32-bit LPDDR4 인터페이스를 요구하고, 각 디바이스가 x16 organization이라면 칩 2개 배치가 자연스럽고, 이때 레이아웃에서는 byte group 4개, DQS pair 수, CK/CA routing topological constraint, 그리고 데이터 lane 간 skew budget을 우선 봐야 합니다. 1600 MHz 클록이면 데이터 전송률은 DDR 특성상 3200 MT/s 수준으로 이해해야 하고, 이 구간에서는 길이 매칭 오차가 수 mm만 벌어져도 타이밍 마진이 빠르게 줄어듭니다. 보통 보드 레벨에서 DQ-DQS intra-byte는 수 mil~수십 mil 수준으로 더 타이트하게 보고, byte-to-byte나 CK 대비 CA는 그보다 조금 넓은 윈도우를 주는 식으로 constraint를 잡는데, 여기서 rank 개념보다 channel/byte group 개념이 훨씬 직접적으로 설계에 연결됩니다.

정리해서 말씀드리면, 지금 제기하신 의문은 충분히 타당하고, 과제 문구는 2 Rank보다 2 Channel로 수정되거나 최소한 “LPDDR4의 channel organization 기준 표현인지, DDR식 rank 표현을 차용한 것인지”가 명확해지는 편이 맞습니다. 질문자님이 이미 부품 검색 가능성까지 확인하신 상태라서, 단순한 감이 아니라 구조와 시장 가용성 둘 다 점검한 아주 좋은 질문으로 보이네요.

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