隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來,海量數(shù)據(jù)的傳輸、高清圖像的處理、網(wǎng)絡(luò)通信等應(yīng)用對通信系統(tǒng)帶寬的要求越來越高,高速串行通信技術(shù)越來越成為國內(nèi)外研究的熱點。在整個高速串行系統(tǒng)中,時鐘數(shù)據(jù)恢復電路占據(jù)著重要的地位,也是提升系統(tǒng)速率的主要瓶頸。本文研究了全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路的設(shè)計,該時鐘數(shù)據(jù)恢復電路采用0.18μm CMOS工藝設(shè)計,當輸入速率為2.5Gbps的偽隨機數(shù)據(jù)時,能夠恢復出1.25GHz半速率時鐘以及對應(yīng)的兩路速率為1.25Gbps的數(shù)據(jù)。電路采用半定制電路與全定制相結(jié)合的方法設(shè)計,其中鑒頻器、鑒相器、數(shù)控振蕩器、鎖定指示電路以及分接電路單元為全定制方法實現(xiàn),相位鎖定及抖動壓縮模塊為半定制方法實現(xiàn)。鑒頻器采用了概率增強電路提高了檢測頻率的正確性,數(shù)控振蕩器則采用四級環(huán)形差分單元的結(jié)構(gòu),使得輸出頻率與數(shù)控振蕩器調(diào)諧字之間的線性度更好并且采用快速鎖定算法模塊來加速整個系統(tǒng)的鎖定過程。初步鎖定后,為了進一步減小輸出時鐘的抖動,在環(huán)路中還加入了抖動壓縮濾波器。該電路已完成了版圖設(shè)計并流片,芯片面積為0.46×0.56mm2,其中核心面積為0.23×0.34mm2。后仿真結(jié)果顯示全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第2章 時鐘數(shù)據(jù)恢復電路簡介
    2.1 相位噪聲與抖動及其關(guān)系
        2.1.1 相位噪聲
        2.1.2 抖動
        2.1.3 相位噪聲與抖動的關(guān)系
    2.2 鎖相環(huán)型CDR基本結(jié)構(gòu)與抖動分析
        2.2.1 基本結(jié)構(gòu)
        2.2.2 抖動分析
    2.3 常見的時鐘數(shù)據(jù)恢復電路
        2.3.1 開環(huán)結(jié)構(gòu)的時鐘數(shù)據(jù)恢復電路
        2.3.2 基于過采樣的時鐘數(shù)據(jù)恢復電路
        2.3.3 基于差值結(jié)構(gòu)的時鐘數(shù)據(jù)恢復電路
第3章 全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路原理
    3.1 全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路的基本結(jié)構(gòu)
        3.1.1 線性鑒相器
        3.1.2 線性鑒相器型鎖相環(huán)路
        3.1.3 非線性鑒相器
        3.1.4 非線性鑒相器鎖相環(huán)路
        3.1.5 線性鑒相器與非線性鑒相器的區(qū)別
    3.2 非線性鑒相器鎖相環(huán)路的數(shù)學模型
    3.3 環(huán)路濾波器系數(shù)與輸出時鐘抖動的關(guān)系
第4章 全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路的設(shè)計
    4.1 整體的結(jié)構(gòu)及設(shè)計流程
    4.2 半速率鑒相器電路
    4.3 數(shù)字鑒頻器與概率增強電路
        4.3.1 傳統(tǒng)的數(shù)字頻率檢測器電路結(jié)構(gòu)
        4.3.2 概率增強電路的設(shè)計
    4.4 頻率搜索、相位鎖定與抖動壓縮模塊的設(shè)計
        4.4.1 頻率搜索模塊
        4.4.2 快速相位鎖定模塊
        4.4.3 抖動壓縮模塊
    4.5 數(shù)控振蕩器的設(shè)計
    4.6 鎖定指示器的設(shè)計
    4.7 分接電路的設(shè)計
    4.8 全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路的版圖設(shè)計與后仿真
        4.8.1 全數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)恢復電路版圖設(shè)計要點
        4.8.2 版圖設(shè)計
        4.8.3 后仿真
    4.9 測試方案
第5章 寬范圍數(shù)控振蕩器的設(shè)計
    5.1 振蕩器概述
        5.1.1 振蕩器原理
        5.1.2 振蕩器的常用結(jié)構(gòu)
    5.2 反相器延時單元的設(shè)計
    5.3 數(shù)控振蕩器結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    5.4 數(shù)控振蕩器分辨率及調(diào)諧位數(shù)的設(shè)計
    5.5 數(shù)控振蕩器的版圖設(shè)計與后仿真
        5.5.1 版圖設(shè)計要點
        5.5.2 版圖設(shè)計
        5.5.3 后仿真
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文



本文編號：3936511