一种全CMOS工艺吉比特以太网串并-并串转换电路

本文介绍了一种单片集成的吉比特以太网串并－并串转换电路。在芯片中，模拟锁相环产生1．25GHz高速时钟（当芯片用于光纤网络，时钟速率就为1．06GHz)，同时一个10到1多路选择器完成并行数据到串行的转换。在接收端，差分输入信号依次经过均衡电路、双端－单端转换电路转换成数字信号。同时，数据和时钟提取电路提取出时钟，并将数据重新同步。最后，串并转换电路完成串行－并行转换和字节同步。实验芯片采用0．35μmSPTM CMOS工艺，芯片面积为1．92mm^2，在最高输入输出数据波特率条件下的功耗为900mW。     

基于光纤通信可编程复接集成电路研究

本文提出了一种可编程复接方法和结构,通过对编程端的设置可得到2∶1、3∶1、4∶1及5∶1的复接模式.该方法鲁棒性强、应用范围广,其组合可实现除包含大于6的质数之外所有路数的复接,解决了光纤通信系统中不同复接模式对应不同复接结构的问题.通过理论推导,本文着重分析了器件延时和时钟相位对芯片工作的影响,并指出了解决途径.基于本方法和结构的全定制单片集成电路采用0.35μm CMOS工艺制造,芯片面积为24.19mm²,实现了串行输出最高数据速率为1.62Gbps的10∶1复接.在1.25Gbps标准速率,工作电压3.3V,负载为50Ω的条件下,功耗仅为174.84mW,输出电压峰-峰值可达到2.42V,占空比为49%,抖动为35ps rms.测试结果表明芯片在复接性能、速度、功耗和面积优化方面的先进性,可满足不同吉比特率通信系统的要求,具有广泛应用和产业化前景.     

一种适用于高速串行数据通信的发送器

介绍了一种采用深亚微米CMOS工艺实现的单片集成发送器的设计.该发送器适用于高速串行硬盘接口,主要由时钟发生器、并串转换电路和片内阻抗匹配的线驱动器三大模块组成.发送器采用0 .18μm六层金属单层多晶N阱CMOS工艺实现,芯片面积1.3mm×0 .78mm .测试结果表明时钟发生器可工作在1.5 GHz的频率下,数据可以正常发送.发送器总体功耗为95 m W,输出共模电平2 70 m V ,单端输出幅度2 70 m V.     

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．     

一种高速并串转换控制电路设计

串行接口常用于高速数据传输,实现多路低速并行数据合成一路高速串行数据.设计了一种高速并串转换控制电路,实现在低频时钟控制下,通过内部锁相环(PLL)实现时钟倍频和数据选通信号,最终形成高速串行数据流,实现每5路全并行数据可按照顺序打包并转换为1路高速串行编码,最后通过一个低电压差分信号(LVDS)接口电路输出.该芯片通过0.18 μmCMOS工艺流片并测试验证,测试结果表明在120 MHz外部时钟频率下,该并串转换控制芯片能够实现输出速度600 Mbit/s的高速串行数据,输出抖动特性约为80 ps,整体功耗约为23 mW.     

基于130 nm CMOS工艺的5 Gbit/s 10:1并串转换芯片

介绍了一种基于GSMC 130 nm CMOS工艺的高速率低功耗10:1并串转换芯片。在核心并串转换部分,该芯片使用了多相结构和树型结构相结合的方式,在输入半速率时钟的条件下,实现了10路500 Mbit/s并行数据到1路5 Gbit/s串行数据的转换。全芯片完整后仿真结果显示,在工作电压(1.2±10%)V、温度-55~100℃、全工艺角条件下,该芯片均可正确完成10:1并串转换逻辑功能,并输出清晰干净的5 Gbit/s眼图。在典型条件下,芯片整体功耗为25.2 mW,输出电压摆幅可达到260 mV。     

一种采用半速结构的CMOS串行数据收发器的设计

设计了一种单片集成的CMOS串行数据收发器.该收发器用于线上速率为1.25Gb/s的千兆以太网中,全集成了发送和接收的功能,主要由时钟发生器、时钟数据恢复电路、并串/串并转换电路、线驱动器和均衡器组成.为了降低系统设计难度和电路功耗,收发器采用了半速率时钟结构.电路采用1.8V 0.18μm 1P6M CMOS数字工艺,芯片面积为2.0mm×1.9mm.经Cadence Spectre仿真验证以及流片测试,电路工作正常,功能良好.     

一种采用半速结构的CMOS串行数据收发器的设计

设计了一种单片集成的CMOS串行数据收发器．该收发器用于线上速率为1.25Gb/s的千兆以太网中,全集成了发送和接收的功能,主要由时钟发生器、时钟数据恢复电路、并串／串并转换电路、线驱动器和均衡器组成．为了降低系统设计难度和电路功耗,收发器采用了半速率时钟结构．电路采用1.8V 0.18μm 1P6M CMOS数字工艺,芯片面积为2.0mm×1.9mm．经Cadence Spectre仿真验证以及流片测试,电路工作正常,功能良好．     

1.25Gbps串并并串转换接收器的低抖动设计

对1.25Gbps应用于千兆以太网的低抖动串并并串转换接收器进行了设计,应用了带有频率辅助的双环时钟数据恢复电路,FLL扩大了时钟数据恢复电路的捕捉范围。基于三态结构的鉴频鉴相从1.25Gbps非归零数据流中提取时钟信息,驱动一个三级的电流注入环形振荡器产生1.25GHz的低抖动时钟。从低抖动考虑引入了均衡器。该串并并串转换接收器采用TSMC0.35μm2P3M3.3V/5V混合信号CMOS技术工艺。测试结果表明了输出并行数据有较好的低抖动性能:1σ随机抖动(RJ)为7.3ps,全部抖动(TJ)为58mUI。     

基于CMOS工艺的AES高速接口电路设计

为提高AES加密电路的数据吞吐量,采用0．6μm CMOS工艺设计了输入接口单元电路。该接口电路接收串行的高速数据流,经过串并转换后,输出128路低速并行数据流。CMOS互补逻辑结构降低了电路的功耗。手工版图布局优化了芯片面积,降低了研究成本。     

A CMOS 5.4/3.24‐Gbps Dual‐Rate CDR with Enhanced Quarter‐Rate Linear Phase Detector

This paper presents a clock and data recovery circuit that supports dual data rates of 5.4 Gbps and 3.24 Gbps for DisplayPort v1.2 sink device. A quarter‐rate linear phase detector (PD) is used in order to mitigate high speed circuit design effort. The proposed linear PD results in better jitter performance by increasing up and down pulse widths of the PD and removes dead‐zone problem of charge pump circuit. A voltage‐controlled oscillator is designed with a ‘Mode’ switching control for frequency selection. The measured RMS jitter of recovered clock signal is 2.92 ps, and the peak‐to‐peak jitter is 24.89 ps under 231–1 bit‐long pseudo‐random bit sequence at the bitrate of 5.4 Gbps. The chip area is 1.0 mm×1.3 mm, and the power consumption is 117 mW from a 1.8 V supply using 0.18 μm CMOS process.     

用于SDH STM-4光发射机的4:1复接器和激光驱动器

采用CSMC0.6μm CMOS工艺设计实现了速率为622Mbps的4∶1复接器和激光二极管驱动器电路。4∶1复接器采用树型结构,由3个2∶1复接器组成。激光二极管驱动器电路由两级差分放大器和一级电流开关构成,级间采用源级跟随器隔离。电路芯片尺寸为1.5mm×0.7mm。电路采用单一正5V电压供电,功耗约为900mW。测试结果表明,电路的最高工作速率超过1.25Gbps速率,输出最大电流超过85mA。     

Gbps试验系统中高速串行接口的设计与实现

介绍Gbps无线通信试验系统中高速串行数据接口的设计与实现。按照Gbps无线通信试验系统对高速串行数据的传输要求,数据传输速率超过1 Gb/s,在基于Xilinx IP core技术上对单板上的FPGA进行逻辑设计,实现了符合系统要求的高速串行数据接口。在系统实际调试中,通过ATCA机箱背板进行数据传输,获得了高达Gbps的数据吞吐速率且传输误码率低于10-14。     

A 0.5-μm CMOS 4.0-Gbit/s serial link transceiver with datarecovery using oversampling

A 4-Gbit/s serial link transceiver is fabricated in a MOSIS 0.5-μm HPCMOS process. To achieve the high data rate without speed critical logic on chip, the data are multiplexed when transmitted and immediately demultiplexed when received. This parallelism is achieved by using multiple phases tapped from a PLL using the phase spacing to determine the bit time. Using an 8:1 multiplexer yields 4 Gbits/s, with an on-chip VCO running at 500 MHz. The internal logic runs at 250 MHz. For robust data recovery, the input is sampled at 3× the bit rate and uses a digital phase-picking logic to recover the data. The digital phase picking can adjust the sample at the clock rate to allow high tracking bandwidth. With a 3.3-V supply, the chip has a measured bit error rate (BER) of <10^-14     

空间激光通信中智能高速模拟数据源的研制

在开展综合信息系统演示试验前,为了实现激光通信系统的单独测试,需模拟各种载荷及误码率的测试.轻型、嵌入式、智能高速的模拟数据源必不可少.研制了一种基于FPGA的智能化模拟数据源,它不仅将多路视频、音频信号复合成一路高速数据流来模拟各种有效载荷(SAR,可见光,红外),它使得通信信号的速度达1.08 Gbps.而且可实现伪随机序列的传输,速度可达3 Gbps,用于误码率测试.其中高速的伪随机序列是速率智能可调节,速率范围750Mbps到3 Gbps.数据传输的类型可选择,如:视音频的串行数据流,伪随机序列,模拟数据源.     

2.5 Gb／s 16：1 MUX IC Design with CMOS

A low--power and high--speed 16.-1 MUX IC designed for optical fiber communication based on TSMC 0.25μm CMOS technology is presented. A tree—type architecture was utilized. The output data bit rate is 2.5 Gb/s at input clock rate of 1.25 GHz. The simulation results show that the output signal has peak—to—peak amplitude of 400 mV, the power dissipation is less than 200 mW and the power dissipation of core circuit is less than 20 mW at the 2.5 Gb/s standard bit rate and supply voltage of 2.5 V. The chip area is 1.8mm^2.     

2.5Gb/s 16:1MUX IC Design with CMOS

A low-power and high-speed 16:1 MUX IC designed for optical fiber communication based on TSMC 0.25 μm CMOS technology is presented. A tree-type architecture was utilized. The output data bit rate is 2.5 Gb/s at input clock rate of 1.25 GHz. The simulation results show that the output signal has peak-to-peak amplitude of 400 mV, the power dissipation is less than 200 mW and the power dissipation of core circuit is less than 20 mW at the 2.5 Gb/s standard bit rate and supply voltage of 2.5 V. The chip area is 1.8 mm2.     

一种用于3.3Gbps低功耗高速互连的连续时间自适应模拟均衡器*

设计了适用于多种高速通信指标(USB2.0, PCI-E,Rapid IO)的CMOS模拟均器。通过合并低频和高频支路以降低两个支路的延迟效应,同时均衡滤波器具有比较大的输入阻抗,这有利于通过级联方式来进一步提高高频增益。本文所实现的电路结构在25dB的PCB线路衰减条件下,能够均衡频率范围从1Gbps到3.3Gbps的信号。偏置电路采用复制电路技术,有利于方便的调整主要工作模块的直流工作点。为了抑制前级输出共模对后级电路的影响,在信号的输入端引入了交流耦合。该芯片在0.18um 1P6M工艺下进行了流片验证,整体芯片面积为0.6 x 0.57 mm². 测试结果显示,该模拟均衡器能够在25dB FR4 PCB信道衰减下,对速率为3.3Gbps的信号实现自适应均衡,整体功耗大约为23.4mw.     

A 200-Mbps/spl sim/2-Gbps continuous-rate clock-and-data-recovery circuit

A 200-Mbps/spl sim/2-Gbps continuous-rate clock-and-data-recovery (CDR) circuit using half-rate clocking is presented. To detect the data with wide-range bit rates, a frequency tracing circuit (FTC) is used to aid the frequency acquisition. A wide-range and low gain voltage-controlled oscillator (VCO) is also presented by using analog and digital controlled mechanisms. A two-level bang-bang phase detector is utilized to improve the jitter performance and speed up the locking process. This CDR circuit has been realized in a 2P4M 0.35-/spl mu/m CMOS process. The experimental results show that this CDR circuit with the proposed FTC can receive 2/sup 31/-1 pseudorandom bit stream when the bit rate ranges from 200 Mbps to 2 Gbps without the harmonic-locking issue. All measured bit error rates are below 10/sup -12/. The measured root-mean-square and peak-to-peak jitters are 5.86 ps and 41.8 ps, respectively, at 2 Gbps.