高速SERDES接口的關(guān)鍵電路設(shè)計
本文關(guān)鍵詞:高速SERDES接口的關(guān)鍵電路設(shè)計,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著通訊技術(shù)的快速發(fā)展,SERDES接口以其傳輸速率高、抗干擾能力強、功耗低等優(yōu)點,迅速成為傳輸接口發(fā)展的主流。8B/10B SERDES作為其中的一種重要結(jié)構(gòu),對其關(guān)鍵電路的研究和設(shè)計一直是研究熱點。其中時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路和串并轉(zhuǎn)換電路作為8B/10B SERDES解串器中的重要組成部分,其性能的好壞直接影響到信號的傳輸質(zhì)量。本文根據(jù)8B/10B SERDES的結(jié)構(gòu)特點,詳細分析了SERDES和解串器工作原理,在此基礎(chǔ)上,確定了解串器的整體架構(gòu),并設(shè)計了用于解串器環(huán)路中的時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路和串并轉(zhuǎn)換電路。在對時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的設(shè)計中,基于相位插值的結(jié)構(gòu),分別設(shè)計了:鑒相器,用于相位檢測;投票表決電路,用于相位判決和數(shù)字濾波;移位寄存器,用于輸出相位插值控制字;相位插值器,用于對兩相時鐘進行插值操作。整體電路采用全數(shù)字實現(xiàn)的方式,相位抖動小,易于實現(xiàn),保證了時鐘與數(shù)據(jù)的正確恢復(fù)。在串并轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計中,分別設(shè)計了樹狀結(jié)構(gòu)和移位寄存結(jié)構(gòu)的串并轉(zhuǎn)換電路,可以分別實現(xiàn)1路至2路和1路至5路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,保證了串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的正確轉(zhuǎn)換。本文在1.2V的電源電壓下,基于SMIC 65nm CMOS工藝對電路進行了設(shè)計,并使用Cadence公司的Spectre軟件對電路進行了仿真,結(jié)果表明:所設(shè)計的基于相位插值結(jié)構(gòu)的時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路能夠正確完成相位檢測與判決,對時鐘進行插值操作等功能,在時鐘頻率為2.5GHz時,平均插值步長為7.1ps,能夠用于時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù);所設(shè)計的串并轉(zhuǎn)換電路在串行傳輸速率為2.5Gbps時,能夠正確實現(xiàn)1路串行數(shù)據(jù)到10路并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,滿足解串器中串并轉(zhuǎn)換的需要。
【關(guān)鍵詞】:8B/10B SERDES 解串器 時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路 串并轉(zhuǎn)換電路
【學(xué)位授予單位】:合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TP334.7
【目錄】:
- 致謝7-8
- 摘要8-9
- Abstract9-15
- 第一章 緒論15-19
- 1.1 研究背景15-16
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及意義16-18
- 1.3 論文的主要工作及結(jié)構(gòu)18-19
- 第二章 SERDES系統(tǒng)概述19-30
- 2.1 SERDES簡介19-21
- 2.2 SERDES關(guān)鍵電路介紹21-25
- 2.2.1 8B/10B編解碼21-22
- 2.2.2 鎖相環(huán)22-23
- 2.2.3 差分信號發(fā)送器和接收器23-24
- 2.2.4 時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24-25
- 2.3 信號抖動分析25-29
- 2.3.1 隨機性抖動25-26
- 2.3.2 確定性抖動26-29
- 2.4 本章小結(jié)29-30
- 第三章 解串器架構(gòu)設(shè)計及組成電路30-41
- 3.1 解串器整體架構(gòu)30
- 3.2 解串器組成電路30-40
- 3.2.1 均衡器30-32
- 3.2.2 切片電路32-33
- 3.2.3 混頻器33
- 3.2.4 時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路33-39
- 3.2.5 串并轉(zhuǎn)換電路39-40
- 3.3 本章小結(jié)40-41
- 第四章 電路設(shè)計與仿真41-66
- 4.1 基于相位插值結(jié)構(gòu)的CDR41-54
- 4.1.1 CDR原理41-44
- 4.1.2 CDR電路設(shè)計與仿真44-54
- 4.2 串并轉(zhuǎn)換電路54-62
- 4.2.1 串并轉(zhuǎn)換的原理54-55
- 4.2.2 串并轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)55-56
- 4.2.3 串并轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計56-61
- 4.2.4 串并轉(zhuǎn)換電路整體仿真61-62
- 4.3 切片電路62-63
- 4.4 混頻器63-64
- 4.5 本章小結(jié)64-66
- 第五章 CDR版圖設(shè)計66-72
- 5.1 版圖概述66
- 5.2 版圖設(shè)計相關(guān)知識66-68
- 5.2.1 設(shè)計方法66-67
- 5.2.2 設(shè)計規(guī)則67
- 5.2.3 設(shè)計注意事項67-68
- 5.3 布局布線68-69
- 5.4 CDR版圖設(shè)計69-71
- 5.5 本章小結(jié)71-72
- 第六章 總結(jié)與展望72-74
- 6.1 總結(jié)72
- 6.2 展望72-74
- 參考文獻74-77
- 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況77
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