基于0.25μm CMOS工艺的1.25Gb/s1:10分接器设计

介绍一种用于千兆以太网的1．25Gb／s分接器电路。该电路实现了1路1．25Gb／s高速差分数据到10路125Mb／s低速并行单端数据的分接功能。电路采用树型分接器结构进行设计,包含一个高速1：2分接器电路和两个低速1：5分接器电路。芯片采用台湾TSMC的0．25μm混合信号标准CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,所设计电路完全达到了千兆以太网的系统要求。可以工作在1．25Gb／s的数据速率上。     

千兆以太网高速分接集成电路设计

研究了千兆以太网接收系统结构,在此基础上设计了千兆以太网的分接芯片,采用0.25 μm CMOS工艺设计的千兆网分接电路实现了1.25 Gbit/s数据的1∶10串/并转换,芯片核心面积470 μm×320 μm,在输入摆幅为500 mV、输出负载50 Ω条件下,输出125 Mbit/s数据峰峰值是 828 mV ,抖动有效值为 10 ps,眼图占空比为41.5%,输出信号上升沿为 9 ps.电源为 3.3 V时功耗仅为161 mW.     

10 Gb/s 0.25 μm CMOS 1∶4键合分接器

首先分析了1∶4分接器的树型结构及其主要特点.在此基础上,进一步探讨了树型结构中所 用的1∶2分接器,并给出其中的锁存器电路结构.此外,还讨论了分频器电路及输入输出电 路.最后分析了超高速键合电路并给出测试方案.测试结果表明,在采用标准0.25 μm CMOS工艺设计的分接器中,本设计首次达到键合后能够在STM-16和STM-64所要求的数据速 率上稳定工作的性能,最高工作速率达10.58 Gb/s.     

0.18μm CMOS 20Gb/s 1∶2分接器设计(英文)

使用标准0.18μm CMOS工艺设计并实现了1∶2分接器.核心电路单元采用一种新的高速、低电压锁存器结构实现.与传统的源极耦合场效应管逻辑结构的锁存器相比,其电源电压更低且速度更快.此外,为了拓展带宽, 在缓冲放大电路中采用了负反馈.测试结果表明芯片可以工作于20Gb/s数据速率下.电源电压为1.8V时,包括缓冲电路在内整个芯片的工作电流为72mA.     

低功耗0.35μm CMOS 2.5Gb/s 16:1复接器设计

采用0.35μm CMOS工艺设计了用于光纤传输系统的低功耗16:1复接器,实现了将16路155.52Mb/s数据复接成一路2.5Gb/s的数据输出的功能.该复接器以混合结构形式实现:低速部分采用串行结构,高速部分采用树型结构.具体电路由锁存器、选择器及分频器组成,以CMOS逻辑和源极耦合逻辑(SCL)实现.用Smart SPICE软件进行仿真的结果显示:在3.3V供电时,整体电路的复接输出最高工作速度可达3.5Gb/s,功耗小于300mW.     

2.5 Gbit/s光接收机电路的全集成

提供了应用于光纤传输系统同步数字体系(SDH)STM-16级别(2.5 Gb it/s)的全集成光接收机电路的设计。采用TSMC 0.25μm CMOS工艺进行流片。芯片对应于5μA的2.5 Gb it/s的PRBS输入码流(231-1),可恢复出一路1.25 GHz时钟,同时将2.5 Gb it/s的PRBS数据分接成4路625 Mb it/s数据,输出的时钟与数据均为标准的400 mV的PCML电平。芯片面积为1.04 mm×0.97 mm,电源电压为3.3 V时功耗为850 mW。     

10Gb/s0.25m CMOS1∶4键合分接器

首先分析了1∶4分接器的树型结构及其主要特点。在此基础上,进一步探讨了树型结构中所用的1∶2分接器,并给出其中的锁存器电路结构。此外,还讨论了分频器电路及输入输出电路。最后分析了超高速键合电路并给出测试方案。测试结果表明,在采用标准0.25μmCMOS工艺设计的分接器中,本设计首次达到键合后能够在STM-16和STM-64所要求的数据速率上稳定工作的性能,最高工作速率达10.58Gb/s。     

2.5Gb/s单片时钟恢复数据判决与1∶4分接集成电路的设计(英文)

用0.25μmCMOS工艺实现一个复杂的高集成度的2.5Gb/s单片时钟数据恢复与1∶4分接集成电路.对应于2.5Gb/s的PRBS数据(231-1),恢复并分频后的625MHz时钟的相位噪声为-106.26dBc/Hz@100kHz,同时2.5Gb/s的PRBS数据分接出4路625Mb/s数据.芯片面积仅为0.97mm×0.97mm,电源电压3.3V时核心功耗为550mW.     

0.18μm CMOS 20Gb/s 1:2分接器设计

使用标准0.18μm CMOS工艺设计并实现了1:2分接器.核心电路单元采用一种新的高速、低电压锁存器结构实现.与传统的源极耦合场效应管逻辑结构的锁存器相比,其电源电压更低且速度更快.此外,为了拓展带宽,在缓冲放大电路中采用了负反馈.测试结果表明芯片可以工作于20Gb/s数据速率下.电源电压为1.8V时,包括缓冲电路在内整个芯片的工作电流为72mA.     

20 Gb/s 0.18 µm CMOS 1:2 分接器设计

基于CML逻辑及以电流密度为中心的设计方法,采用SMIC 0.18um CMOS工艺设计并实现了一个20Gb/s 1:2分接器. 为了电路的完整性及内部操作的可靠性,对速度具有一定制约作用的数据输入缓冲器及静态的锁存器被相应地采用. 同时,由于采用了静态的锁存器,该分接器能工作于很宽的数据速率. 测试结果表明,在1.8V电压下,本电路能可靠地工作在上至20Gb/s、下至5Gb/s（甚至更低）的输入数据速率.芯片面积为875um*640um. 功耗为144mW, 其中核心电路仅占28%左右.     

基于65nm CMOS工艺的高速串并转换电路设计

本文介绍了一种适用于高速差分数据接收的CMOS串并转换电路,该电路主要由时钟电路、1：2数据分割电路和1：5分接器组成。采用65nm工艺,仿真结果表明,在数据传输速度为5Gb/s时功耗为12mW。     

采用MCML的高速低功耗复接器的设计

复接器是现代光纤通信系统中将多路低速信号合并成一路高速信号从而实现高速数据传输的关键器件.考虑到低功耗和高速度的要求,可以将MOS电流模逻辑(MCML)电路结构用到复接器电路中.文中给出了利用MCML电路设计串行、并行和树型三种常用结构的4:1复接器(MUX)的设计和仿真方法.通过SMIC 0.25μm CMOS工艺对其进行的仿真结果表明,该设计可以在毫瓦级功耗下实现最高为4Gb/s的数据速率.     

低功耗0．35um CMOS 2．5Gb／s16：1复接器设计

采用0．35um CMOS工艺设计了用于光纤传输系统的低功耗16：1复接器，实现了将16路155．52Mb／s数据复接成路2．5Gb／s的数据输出的功能。该复接器以混合结构形式实现：低速部分采用串行结构，高速部分采用树型结构。具体电路由锁存器、选择器及分频器组成，以CMOS逻辑和源极耦合逻辑（SCL）实现。用Smart SPICE软件进行仿真的结果显示：在3．3V供电时，整体电路的复接输出最高工作速度可达3．5Gb／s，功耗小于300mW。     

12.5Gb/s 0.18μm CMOS时钟与数据恢复电路设计

采用0.18μm CMOS工艺设计实现了一个12.5 Gb/s半速率时钟数据恢复电路(CDR)以及1:2分接器,该CDR及分接器是串行器/解串器(SerDes)接收机中的关键模块,为接收机系统提供6.25GHz的时钟及经二分接后速率降半的6.25Gb/s数据.该电路包括Bang-bang型鉴频鉴相器(PFD)、四级环形压控振荡器(VCO)、V/I转换器、低通滤波器(LPF)、1:2分接器等模块,其中PFD采用一种新型半速率的数据采样时钟型结构,能提高工作速率达到12.5 Gb/s.芯片测试结果显示,在1.8V的工作电压下,VCO中心频率在6.25GHz时,调谐范围约为1GHz;输入12Gb/s、长度为231-1的伪随机数据时,得到6GHz时钟的峰峰抖动为9.12ps,均方根(RMS)抖动为1.9ps;整个系统工作性能良好,二分接器输出数据眼图清晰,电路核心模块功耗为150mW,整体芯片面积0.476×0.538mm2.     

低功耗10Gb/s CMOS 1:4分接器

采用TSMC0．18μmCMOS工艺实现了一个应用于光纤通信系统SDHSTM-64的10Gb／s 1：4分接器,整个系统采用树型结构,由一个高速1：2分接单元,两个低速1：2分接单元。分频器,数据及时钟输入输出缓冲组成,其中高速分接单元采用共栅结构,单时钟输入的触发器实现;而低速分接单元则由动态CMOS逻辑实现,两个基本结构的使用都有利于降低功耗。该芯片工作速度最高达12．5Gb／s。功耗仅为120mW。     

低功耗0.35μm CMOS 2.5Gb/s 16∶1复接器设计

采用0.35μm CM O S工艺设计了用于光纤传输系统的低功耗16∶1复接器,实现了将16路155.52M b/s数据复接成一路2.5G b/s的数据输出的功能。该复接器以混合结构形式实现:低速部分采用串行结构,高速部分采用树型结构。具体电路由锁存器、选择器及分频器组成,以CM O S逻辑和源极耦合逻辑(SCL)实现。用Sm art SP ICE软件进行仿真的结果显示:在3.3V供电时,整体电路的复接输出最高工作速度可达3.5G b/s,功耗小于300mW。     

12-Gb/s 0.25-μm CMOS 1:4分接器

介绍光纤传输系统的组成,分析1:4分接器的树型结构,并给出其主要特点.在此基础上,进一步探讨树型结构中所用的1:2分接器,并给出其中的锁存器电路结构.此外,讨论了起重要作用的匹配电路以及驱动电路.电路采用标准的0.25μm CMOS工艺设计并实现.实际测试结果显示该电路能够稳定地在STM-16至STM-64所要求的数据速率下工作,最高工作速率为12.92Gb/s.     

12Gb/s 0.25μm CMOS数据判决和1∶2数据分接电路

采用TSMC0.25μmCMOS工艺成功实现了用于光纤传输系统的12Gb/s数据判决和1∶2数据分接电路.测试结果显示,在3.3V电源供电情况下,功耗为600mW,其中包括3路输出缓冲.输入信号单端峰峰值为250mV时,该芯片的工作速率超过12Gb/s,相位裕度超过100°.芯片面积为1.07mm×0.99mm.     

12Gb/s 0.25μm CMOS数据判决和1∶2数据分接电路

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺成功实现了用于光纤传输系统的12Gb/s数据判决和1∶2数据分接电路.测试结果显示,在3.3V电源供电情况下,功耗为600mW,其中包括3路输出缓冲.输入信号单端峰峰值为250mV时,该芯片的工作速率超过12Gb/s,相位裕度超过100°.芯片面积为1.07mm×0.99mm.     

12Gb/s 0.25μm CMOS数据判决和1∶2数据分接电路

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺成功实现了用于光纤传输系统的12Gb/s数据判决和1∶2数据分接电路.测试结果显示,在3.3V电源供电情况下,功耗为600mW,其中包括3路输出缓冲.输入信号单端峰峰值为250mV时,该芯片的工作速率超过12Gb/s,相位裕度超过100°.芯片面积为1.07mm×0.99mm.