一种5 Gb/s双信道并行时钟数据恢复电路

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种双信道并行时钟数据恢复(CDR)电路,它由1个锁相环(PLL)型CDR和1个相位选择/相位插值(PS/PI)型CDR结合实现。与传统的并行CDR相比,该CDR电路不需要本地参考时钟。PLL型CDR中环形压控振荡器的延迟单元采用电感峰化技术,拓展了带宽,实现了较高的振荡频率;电荷泵采用自举基准和运放,改善了充放电电流匹配。PS/PI型CDR中Bang-Bang型鉴相器结构简单,具有较好的鉴相功能;PS/PI电路比传统结构少2个相位选择器。仿真结果表明,当输入并行数据速率为5 Gb/s时,恢复出的2组时钟与数据的峰峰抖动值分别为6.1 ps,8.1 ps和8.7 ps,11.2 ps。电路核心模块的功耗为172.4 mW,整体电路版图面积为(1.7×1.585) mm²。     

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.     

一种环路带宽自适应调整的时钟数据恢复电路

针对SONTE OC-192、PCIE3.0、USB3.2等协议在串行时钟数据恢复时对抖动容限、环路稳定时间的要求,提出了一种环路带宽自适应调整、半速率相位插值的时钟数据恢复电路(CDR)。设计了自适应控制电路,能适时动态调整环路带宽,实现串行信号时钟恢复过程中环路的快速稳定,提高了时钟数据恢复电路抖动容限。增加了补偿型相位插值控制器,进一步降低了数据接收误码率。该CDR电路基于55 nm CMOS工艺设计,数据输入范围为8~11.5 Gbit/s。采用随机码PRBS31对CDR电路的仿真测试结果表明,稳定时间小于400 ns,输入抖动容限大于0.55UI@10 MHz,功耗小于23 mW。     

3.125Gb/s基于PS/PI型的时钟与数据恢复电路设计

基于标准0.18μmCMOS工艺,设计了一种全速率PS/PI型时钟与数据恢复(CDR)电路。该电路主要由bang-bang型鉴相器、数字控制模块、分接器、相位选择器以及相位插值器等模块构成。根据本CDR的特点,提出了一种在分接器后对超前、滞后信息进行统计比较得到一组低速信号来解决高速模拟电路和低速数字电路之间的接口问题。     

数字射频存储器用GaAs超高速3bit相位ADC的设计与实现

详细讨论、分析了用于3bit相位体制数字射频存储器(DRFM)系统的3bit相位体制ADC的设计、实现及测试.利用南京电子器件研究所标准GaAsΦ76mm全离子注入工艺,采用全耗尽非自对准MESFET器件加工实现了3bit超高速相位体制ADC.测试结果表明,该电路可在2GHz时钟速率下完成采样、量化,达到1.2Gbps的输出码流速率,其瞬时带宽可达150MHz,具备±0.22LSB的相位精度.     

5Gb/s0.18μm CMOS半速率时钟与数据恢复电路设计

基于具体的系统需求,采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种半速率bang-bang型时钟与数据恢复(CDR)电路。该CDR电路主要由改进型半速率鉴相器、带粗控端的环形压控振荡器(VCO)以及信道选择器等模块构成。其中,改进型半速率鉴相器通过增加四个锁存器,不但能获得较好的鉴相性能,还能使分接输出的两路数据自动实现相位对齐。带粗控端的环形VCO能够解决高振荡频率范围需求与低调谐增益需求之间的矛盾。信道选择器则能解决信道交叉出错问题。仿真结果表明,电路工作正常,在1.8V电压下,电路功耗为140mW,恢复出的时钟和数据抖动峰峰值分别为3.7ps和5ps。     

1.25～3.125 Gb/s连续数据速率CDR设计

设计了一款工作速率为1.25～3.125 Gb/s的连续可调时钟数据恢复(CDR)电路,可以满足多种通信标准的设计需求.CDR采用相位插值型双环路结构,使系统可以根据应用需求对抖动抑制和相位跟踪能力独立进行优化.针对低功耗和低噪声的需求,提出一种新型半速率采样判决电路,利用电流共享和节点电容充放电技术,数据速率为3.125 Gb/s时,仅需要消耗50 μA电流.芯片采用0.13 μm工艺流片验证,面积0.42 m㎡,功耗98 mw,测试结果表明,时钟数据恢复电路接收PRBS7序列时,误码率小于10-12.     

2.5 Gb/s PS/PI型半速率时钟数据恢复电路设计

采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种相位选择(PS)/相位插值(PI)型半速率时钟数据恢复电路。该电路主要由半速率Bang-Bang鉴相器、改进型PS/PI电路、数字滤波器和数字控制器等模块构成。改进型PS/PI电路通过两个相位选择器和两个相位插值器实现正交时钟的产生,相较于传统结构,减少了两个相位选择器,降低了复杂度和功耗。数字滤波器和数字控制器通过Verilog代码自动综合生成,降低了设计难度。Cadence仿真结果表明,输入2.5 Gb/s伪随机数据时,电路在1.8 μs时锁定,锁定后恢复出的时钟和数据峰峰值抖动分别为17.71 ps和17.89 ps,可以满足短距离I/O接口通信的需求。     

一种新型的高速时钟数据恢复电路的设计和验证

针对高速(Gbit/s)串行数据通信应用,提出了一种混合结构的高速时钟数据恢复电路。该电路结构结合鉴频器和半速率二进制鉴相器,实现了频率锁定环路和相位恢复环路的同时工作。和传统的双环路结构相比,在功耗和面积可比拟的前提下,该结构系统的复杂度低、响应速度快。电路采用1.8 V,0.18μm CMOS工艺流片验证,测试结果显示在2 Gbit/s伪随机数序列输入情况下,电路能正确恢复出时钟和数据。芯片面积约0.5 mm~2,时钟数据恢复部分功耗为53.6 mW,输出驱动电路功耗约64.5 mW,恢复出的时钟抖动峰峰值为45 ps,均方根抖动为9.636 ps。     

4Gbps低功耗并串转换CMOS集成电路

为满足传输数据的高速低功耗的要求，文章设计了一种半速率时钟驱动的二级多路选择开关式的10：1并串转换器。第一级为两个5：1的并行串化器，共用一个多相发生器。多相发生器由五个动态D触发器构成。第二级为一个2：1的并行串化器。采用半速率时钟、多路选择开关结构降低了大部分电路的工作频率，降低了工艺要求，也降低了功耗。通过调整时钟与数据间的相位关系，提高相位裕度，降低了数据抖动。采用1．8V 0．18μm CMOS工艺进行设计。用Hspice仿真器在各种PVT情况下做了仿真，结果表明该转换器在输出4Gbps数据时平均功耗为395μW，抖动18s^-1．