集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展對高性能的I/O接口提出了越來越高的要求,目前I/O接口的數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有跟上芯片的發(fā)展要求。同時(shí)雙向傳輸邏輯(SBTL)就是為彌補(bǔ)芯片傳輸瓶頸而提出的,它用一個(gè)I/O引腳實(shí)現(xiàn)了同時(shí)發(fā)送和接收信號的功能,將有效數(shù)據(jù)帶寬提高了一倍。 本文在系統(tǒng)仔細(xì)研究國際上SBTL技術(shù)和各種實(shí)現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)高性能的SBTL接口電路,完成了全定制的版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。 根據(jù)傳輸線的性質(zhì)和信號反射原理,要得到理想的SBTL信號,輸出驅(qū)動器必須與傳輸線的阻抗完全匹配,而CMOS工藝下制作的MOS管溝道電阻值受工藝和溫度因素影響很大。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)阻抗可變的輸出驅(qū)動器,并配套地設(shè)計(jì)了自適應(yīng)的阻抗控制電路,能在電路工作中實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出阻抗。在此基礎(chǔ)上,提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型的自適應(yīng)阻抗控制電路——脈沖試探法自適應(yīng)阻抗控制電路,它能直接跟蹤傳輸線的阻抗變化,從而達(dá)到更好的阻抗匹配,并且節(jié)省了2個(gè)PAD和2個(gè)片外電阻。 整個(gè)SBTL系統(tǒng)采用偽差分信號傳輸技術(shù),以很小的代價(jià)達(dá)到類似差分電路的抗共模噪聲的能力。 所設(shè)計(jì)的SBTL接口帶有信號預(yù)矯正功能,能有效的提高高速信號傳輸?shù)目勾a間干擾能力,而且這種技術(shù)沒有像預(yù)加重技術(shù)那樣引入額外的EMI(電磁干擾)問題和額外功耗的開銷。 芯片采用0.18μm CMOS工藝,版圖的Spice模擬顯示能達(dá)到1GHz的工作頻率,單向數(shù)據(jù)傳輸2Gb/s,雙向同時(shí)傳輸達(dá)到4Gb/s,平均功耗僅18.9mW。
【學(xué)位單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TP334.7
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 SBTL的意義與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 SBTL接口的意義
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 完成的主要工作
    1.4 文章結(jié)構(gòu)
第二章 I/O接口概述
    2.1 引言
    2.2 電壓模式和電流模式
    2.3 差分信號和單端信號
    2.4 單向傳輸和同時(shí)雙向傳輸
    2.5 傳輸線性質(zhì)和模型
        2.5.1 傳輸線的延時(shí)和阻抗
        2.5.2 傳輸線模型
    2.6 高速I/O接口電路信號完整性分析
        2.6.1 反射
        2.6.2 串?dāng)_
        2.6.3 地彈
    2.7 小結(jié)
第三章 SBTL總體方案設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 SBTL信號傳輸方案
        3.2.1 電壓模式
        3.2.2 電流模式
        3.2.3 兩種模式比較
    3.3 動態(tài)參考信號
        3.3.1 分立參考信號
        3.3.2 共享雙參考信號
        3.3.3 共享單參考信號
    3.4 SBTL總體結(jié)構(gòu)
    3.5 小結(jié)
第四章 SBTL接收器設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 二輸入接收器
        4.2.1 功能設(shè)計(jì)和性能要求
        4.2.2 電路設(shè)計(jì)
    4.3 四輸入接收器
        4.3.1 功能設(shè)計(jì)和性能要求
        4.3.2 接收器電路設(shè)計(jì)
        4.3.3 時(shí)鐘生成電路設(shè)計(jì)
    4.4 小結(jié)
第五章 SBTL驅(qū)動器設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 驅(qū)動管原理分析
    5.3 可變輸出阻抗
        5.3.1 模擬方式可變阻抗
        5.3.2 數(shù)字方式可變阻抗
    5.4 預(yù)矯正信號
    5.5 小結(jié)
第六章 自適應(yīng)阻抗控制電路設(shè)計(jì)
    6.1 引言
    6.2 常規(guī)阻抗控制方法
    6.3 一種新型自適應(yīng)阻抗控制方法
        6.3.1 工作原理
        6.3.2 采樣電路的設(shè)計(jì)
        6.3.3 抖動檢測和鎖定電路
        6.3.4 亞穩(wěn)態(tài)檢測和消除電路
        6.3.5 下拉管阻抗控制
        6.3.6 時(shí)鐘生成電路
        6.3.7 參考電壓生成
    6.4 模擬
    6.5 小結(jié)
第七章 版圖設(shè)計(jì)
    7.1 功能模塊版圖設(shè)計(jì)
    7.2 ESD保護(hù)設(shè)計(jì)
第八章 模擬結(jié)果及測試方案
    8.1 模擬結(jié)果
    8.2 測試方案
        8.2.1 功能測試
        8.2.2 性能測試
第九章 結(jié)束語
    9.1 工作總結(jié)
    9.2 未來研究設(shè)想
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
附錄A 用Field Solver計(jì)算的W模型

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2841162