本文關(guān)鍵詞：基于0.18μm CMOS工藝的高速前饋均衡器的設(shè)計(jì)及數(shù)字鎖相環(huán)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起和發(fā)展,人們對(duì)通信系統(tǒng)帶寬的需求日益增加。高速、高可靠性、低成本的數(shù)據(jù)通信越來(lái)越成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文研究了高速前饋均衡器的設(shè)計(jì),采用0.18μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了工作速率為6.25Gb/s的3抽頭,T/2間隔的FIR前饋均衡器。為了拓展帶寬,設(shè)計(jì)中采用源極電容衰減電路作為延時(shí)單元,并采用延時(shí)鎖定環(huán)和負(fù)載校準(zhǔn)技術(shù),以降低工藝角變化對(duì)均衡器性能的影響。該前饋均衡器已經(jīng)流片并進(jìn)行了測(cè)試,包括焊盤(pán)在內(nèi)的芯片面積為0.67×0.74 mm2。測(cè)試結(jié)果顯示對(duì)于經(jīng)過(guò)18、24以及30英寸PCB信道,碼間干擾嚴(yán)重的6.25Gb/s偽隨機(jī)序列信號(hào),均衡后眼圖都得到了一定程度的改善,表明本文設(shè)計(jì)的前饋均衡器能夠減小碼間干擾,改善信號(hào)眼圖。本文還研究了應(yīng)用于高速以太網(wǎng)的全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)。該數(shù)字鎖相環(huán)采用半定制和全定制相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法,能夠?yàn)?0GE和100GE的物理編碼子層提供變速箱所需的644.5MHz的時(shí)鐘。本文首先通過(guò)建立數(shù)字控制振蕩器和鑒相器的行為級(jí)模型,快速地仿真驗(yàn)證了全數(shù)字鎖相環(huán)的功能。在此基礎(chǔ)上,采用0.18μm CMOS工藝完成了全數(shù)字鎖相環(huán)的版圖設(shè)計(jì)并已提交流片,芯片的版圖面積為0.44×0.44mm2,其中核心面積為0.04mm2。后仿真結(jié)果表明,全數(shù)字鎖相環(huán)的捕獲范圍為476.7～962.4 MHz,在644.5MHz處的峰峰抖動(dòng)小于60ps,RMS抖動(dòng)小于8.31ps,在1.8V的電源電壓下,消耗功耗9.2mW,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。在當(dāng)前通信系統(tǒng)帶寬不斷增加的趨勢(shì)下,本文設(shè)計(jì)的前饋均衡器對(duì)于高速串行鏈路接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義,所研究和設(shè)計(jì)的全數(shù)字鎖相環(huán)對(duì)于40GE和100GE物理編碼子層的ASIC實(shí)現(xiàn)同樣具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：前饋均衡器 全數(shù)字鎖相環(huán) 延時(shí)鎖定環(huán) 負(fù)載校準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN715;TN911.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 高速串行數(shù)據(jù)通信16-22
• 2.1 信道的非理想特性16-17
• 2.1.1 趨膚效應(yīng)16
• 2.1.2 介質(zhì)損耗16
• 2.1.3 反射16-17
• 2.1.4 串?dāng)_17
• 2.1.5 噪聲17
• 2.2 隨機(jī)二進(jìn)制序列的頻譜特性17-18
• 2.3 碼間干擾18-19
• 2.4 均衡原理19-20
• 2.5 均衡器分類20-21
• 2.5.1 發(fā)送端均衡20
• 2.5.2 接收端均衡20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第3章 全數(shù)字鎖相環(huán)22-32
• 3.1 全數(shù)字鎖相環(huán)概述22-24
• 3.1.1 全數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)22-23
• 3.1.2 全數(shù)字鎖相環(huán)與電荷泵型鎖相環(huán)的比較23
• 3.1.3 全數(shù)字鎖相環(huán)的主要性能參數(shù)23-24
• 3.2 全數(shù)字鎖相環(huán)中的噪聲24-27
• 3.2.1 器件噪聲24-26
• 3.2.2 電源噪聲26
• 3.2.3 襯底噪聲26-27
• 3.3 振蕩器相位噪聲的時(shí)域模型27-30
• 3.3.1 非累積性抖動(dòng)27-28
• 3.3.2 累積性抖動(dòng)28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-32
• 第4章 前饋均衡器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)32-46
• 4.1 前饋均衡器設(shè)計(jì)32-35
• 4.1.1 延時(shí)線32-34
• 4.1.2 乘法加法器34-35
• 4.2 抗工藝角變化的延時(shí)線設(shè)計(jì)35-38
• 4.2.1 延時(shí)鎖定環(huán)35-36
• 4.2.2 負(fù)載校準(zhǔn)36-38
• 4.3 版圖設(shè)計(jì)與后仿真38-41
• 4.3.1 前饋均衡器版圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)38
• 4.3.2 版圖設(shè)計(jì)與后仿真38-41
• 4.4 芯片測(cè)試41-44
• 4.4.1 功耗測(cè)試42
• 4.4.2 延時(shí)測(cè)試42-43
• 4.4.3 眼圖測(cè)試43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 第5章 全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-62
• 5.1 全數(shù)字鎖相環(huán)設(shè)計(jì)46-56
• 5.1.1 方案與指標(biāo)46-47
• 5.1.2 設(shè)計(jì)流程47-48
• 5.1.3 數(shù)字控制振蕩器設(shè)計(jì)48-50
• 5.1.4 鑒相器設(shè)計(jì)50
• 5.1.5 分頻器設(shè)計(jì)50-51
• 5.1.6 鑒頻鑒相控制器設(shè)計(jì)51-54
• 5.1.7 鑒相過(guò)程的穩(wěn)定性分析54-55
• 5.1.8 全數(shù)字鎖相環(huán)功能驗(yàn)證55-56
• 5.2 版圖設(shè)計(jì)與后仿56-60
• 5.2.1 全數(shù)字鎖相環(huán)版圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)56-57
• 5.2.2 版圖設(shè)計(jì)57
• 5.2.3 后仿真57-60
• 5.3 測(cè)試方案60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68

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本文編號(hào)：457980