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MXM规范及技术分享

一.MXM Overview
二.MXM Mechanical Specifications
   MXM configuration
   MXM HardWare charater 
   MXM system Requirements
三 . MXM Electrical Specifications
     MXM Power Supply
     MXM connector Electrical charater
     The difference between MXM & PCI-E
四 . MXM signal measurement skill

MXM:Mobile PCI Express Module(移动PCI Express模块)。
    
MXM 是NVIDIA公司与业界领先的笔记本电脑制造商共同设计的结晶,可为基于PCI Express的移动PC图形芯片提供统一的接口。
 
MXM主要有以下特点:
1、Low cost
2、Small size
3、16 lane PCI Express support
4、LVDS panel support
5、Dual DVI support
6、DisplayPort support
7、VGA support
8、TV-out support
9、HDMI™ support
10、Upgradeable graphics

2. MXM Board Configurations

MXM Board Configurations
3. MXM Display Support
MXM Display Support
特别注意: MXM所有的接口功能要求MXM模块所在的系统必须是MXM要求的系统结构.(后续将进一步介绍)
MXM 的机械特性主要包含:
1.MXM configuration :
 
MXM configuration
 
2. MXM HardWare character
不同廠商設計上可能各有風格,但是有3個關系系統兼容性問題的特点是必须具备的: 模塊系统结构, 散熱附屬裝置设计、系统设计要求等 MXM模塊系统结构: MotherBoard(MXM MB),MXM Interposer Board(MXM Convert Card)&MXM module 等。
 
MXM模塊系统结构
 针对MXM MB部分我们不做重点叙述,在此我们主要注重于MXM Interposer Board(MXM Convert Card)&MXM module的HW介绍:
目前MXM显卡主要包含两大阵营:AMD MXM&Nvidia MXM,他们所使用的MXM convert Board设计(power部分)如下图:

 

 
MXM convert Board设计
 
MXM system Requirements
无论AMD MXM还是Nvidia MXM他们的设计风格多么特色也必须遵循MXM的设计要求,例如connect的耐久度&width&height、滑入方式、散热设置等。
1. 滑入方式分为角度插拔和直插:
 
滑入方式分为角度插拔和直插
MXM connectors width standard
模塊的體積設計必須滿足connector的兼容性。為了獲得卓越的電氣特性,MXM的connectors設計上相鄰 power fingers均被設計成了相連的方式,因此當PCB表面受壓或受損時不會產生嚴重后果。
1.制程工藝要求MXM利用62mm的長度設計出了具有230~241(1.2mm/PIN)的PCI-E的接口標準的NoteBook 系統。 MXM connectors 模塊在制程工藝上做到了包含plating在內整個的PCB SLOT 厚度控制在1.1mm~1.3mm之間。
 
MXM connectors width standard
 
MXM Connector Height設計標準
Connector height定義為自主版(在Msi等同為TL-435)表面到MXM模塊最靠近主板表面的高度。目前在這種標準的參考下connector的高度主要有4種標準,分別為8.2mm、5mm、2.7mm和1.5mm。不同的高度都必須適應平臺的機構要求。
MXM 與主板的通信僅僅只能通過MXM的金手指,并且MXM在與主板鏈接時需與主板平面保持20~30度的角度插入,然后向主板平面旋轉直至MXM模塊與主板平行。
 
MXM Connector Height設計標準
MXM 的电气特性主要包含:
1. MXM power supply :
关于power部分在此我们只是列出了其部分主要电压的SPEC,至于Auxiliary Signals DC/AC Specification(复合信号的直流/交流特性)我们可在需要使用时参照附件,后面将结合实例讲解。
 
 MXM power supply
 
由图表我们可以看到MXM convert board在设计上提供给connect的power应该符合以下SPEC!
2. MXM Connector Electrical charater
MXM –移動的PCI-E模塊就是利用這種致密的connectors负责MXM模塊所有內部和外部系统接口与主板間的通信,而主板接受了MXM模块的信号后再传送到适当的电路进行处理或直接输出到显示设备上。
下表列举了MXM connector的电气特性和部分pin的定义:
 
MXM Connector Electrical charater
 
Connector Pin Descriptions
 
Connector Pin Descriptions
 

Connector Pin Descriptions

Connector Pin Descriptions
 
 
3. The difference between MXM & PCI-E
The difference between MXM & PCI-E
 
PCI—E由外界提供的电压主要有:+12V\+3V3等,因此其它的电压如+5v、+1.2、+2.0、+1.8等都是由电源模块转化而来;
MXM由外界提供的电压主要有:+12V\+5V\+3V3\2V5\+1V8等;
b. 省电模式:
      与目前Table PC的PCI-E显卡相比,MXM的省电模式设计更具特色,它主要是为笔记本的节能服务,在电路中的省电模式时:
      MXM的供电频率只有正常工作的一半(200MHz),而电压也只有正常工作时的3/4等;
C. Display supports:
      MXM除了支持CRT、DVI、HDMI等I/O外,它还支持LVDS(低电压差分屏)输出。
      MXM系统目前支持single-link 18 bpp(Bits Per Pixel,每象素的位数 或每图点位元数 ) dual-link 18 bpp, single-link 24 bpp or dual-link 24 bpp 等Panel Type。
    除此之外MXM与Table PC还有诸如thermal、gold finger设计等方面的异同。
下面我们来谈谈MXM signal measurement skill:
量測準備事項
1.仔細閱讀線路圖,查清楚各組線路的連接,找出需要量測的信號.
2.查SPEC,確定各量測值的SPEC.並註明SPEC出處.通常需查所使用的DDR系列芯片的SPEC
3.確認量測儀器是否完成正確校驗.作Deskew時應找100MHz以上的時鐘為基準信號.
4.DDR工作電壓,頻率等參數依照HW的要求正確設定.
5.準備好測試軟件.如3Dmark2003,DWM等
6. VDDR,DDR_VREF量在內存上,VTT_DDR測板子上的電壓.
7.如果待測產品使用雙通道內存,則在通道A量測的所有項目在通道B都要量.
电压信号量測方法:
1、量測電壓(運行3dmark測試程序或运行diag测试)
2、須把 20MHz的頻寬打開.
3、Run 3Dmark或diag測試程序.
4、VDDQ以SPEC定義為準(需注意量測的品牌,以其SPEC來定義。量測於Memory module上。DDR_VREF已先前量到的VDDQ的Mean值為準,Max/Min一般定義為 0.49/0.51*VDDQ或0.69/0.71 *VDDQ 。量測於Memory module上。
5、VTT_DDR以所求得的DDR_VREF Mean值為準,以其Mean值+/-0.04來求得VTT_DDR之範圍。量測於vga card上。
6、详细设置如下页图表:
 
觸發位置
 
以V122-07s为例:
Measurement SPEC Measured Result Unit
Min Max Min Max Mean    
PWR_SRC 11.4 12.6 11.6 12.16 11.86   PASS    V
3V3_RUN  3.135 3.465 3.29 3.322 3.307   PASS     V 
5V_RUN 4.75   5.25 5.15 5.225 5.198   PASS    V
VDDC_CORE  0.9 1.25  1.105 1.13 1.118   PASS     V 
1.8_REG  1.70 1.9  1.835 1.9 1.867   PASS     V 
PCIE_PVDD  1.7 1.9  1.818 1.842 1.827   PASS    V
MPVDD  0.9 1.25  1.002 1.121 1.103   PASS     V 
VDDR3  3.15 3.45  3.311 3.337     PASS     V 
POWER SEQUENCE           NA    PWR>3V3_RUN>5V_RUN    PASS  
 CLOCK SEQUENCE           NA        PWR3V3_RUNVDDC

MXM power measurement reference:

MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference:
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference:
 
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference:
 
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference:
 
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference:
 
MXM power measurement reference
 
MXM power measurement reference:
 

Test item:power sequence   
上電時間順序:
PWR>3V3_RUN>5V_RUN正常
 
MXM power measurement reference:
 
MXM power measurement reference
 
Test item:power sequence   
掉電時間順序:
PWR、3V3_RUN、VDDC同時
掉電正常
除了电压信号量测之外,做FA时我们经常还会遇到频率、timing(信號Quality,包含Command and Address Timing、 Data Strobe Timing )及Marginal等的量测,篇幅有限,在此不作详述,有兴趣可以一起探讨!

 

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