【硕士论文】高速以太网时钟电路的研究.pdf

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1、复旦大学硕士学位论文高速以太网时钟电路的研究姓名：王彦申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：郑增钰20030523高速以太网时钟电路的研究Xs为矗8琶毫摘要时钟发生电路和时钟恢复电路悬10／lOO／1000Base—T以太网收发器芯片的关键邀路。锩凌鲍竣计中，辩镑发生电鼹器对镑恢复魄鼹鳕设计是魄较独立黪，本文撬出了一种新的将时钟缴生电路和时钟恢复电路相结合设计的方案，大大节省了芯片熬嚣积稻功耗。时镑发生器采震一个毫蔫豢锬稳舔褥妥发送电路所需静各稀频率豹时钟，同时产生16个同频率、等相麓的时钟。当传输速率

2、为lOMbps时，16相时钟的频率为lOOMhz：当谨输速率为100Mbps／l∞鲫bps时，16相时钟的频率为125MHz。时钟恢复电路采用数字信号处理的方法来实现，在传输速率必lOMbps时，罄相器采用4倍过采样的方法提取出时钟和接收数据的相位差，而程传输速率为100Mbps／lOOOMbps对，相蓑豹提取采用了改进鲮MueUer—Mfiller算法；提取戆攘差信号经过低通滤波嚣滤除离频噪声后，得到4比特新的相位选择线，从时钟发生嚣提供豹i§楱辩镑中选取合遥相位麓靖镑输窭。在这种新的方案中，时钟发生电路的

3、性能至关重要。芯片采用了带隙基准电压源提供电荷泵翻压控搽荡器的偏置电流，时钟发熊电路的环路增益基本不随环境温度、工艺条件的变化丽改变，而且具有较强的抗蠛声能力，因此电路的性能舆有很好的稳定性。芯片聚鼹了SMIC0。tSum、单层多晶6层金属1+8v／3。3v援台售譬CMOS工艺。电路的版图寄生参数撼取后猩各种情况下的仿真已经验诞通过，已流片等待测试。关键词：收发器时钟发生电路时钟恢复电路电荷泵锁相环数字信号处理过采撵中图分类号：TN492TN911．8高速以太网时钟电路的研究摘要AbstractThecloc

4、kgeneratorcircuitandthetimingrecoverycircuitarebothkeymodulesinthemonolithicfullyintegratedCMOS10／100／1000Base-TEthernettransceiver．Traditionally,Thesetwocircuitsareindependent．Whileinthisthesis，anewpowerand蚴efficientscheme，whichcombinestheclockgeneratorcir

5、cuitdesignandtimingrecoverycircuitdesign，isdescribed．ItUSeSaclockgeneratorbasedontheanalogcharge-pumpPhase-lockedlooptogenerateallclocks，whicharerequiredintransmitter,and16-phaseinternalclocks．Whenthedatarateis10Mbps，the16-phaseclockfrequencyis100MHz，whilew

6、henthedatarateis100Mbps／1000Mbps，theclockfrequencyis125MHz．Atthesametime，andthereceiverfulfillsthetimingrecoveryusingDSPtechnique．Whenthedatarateis10Mbps，thePhasedetectorcalculatethephasedifferencebetweenthereceiveddataandclockusing4-oversamplingmethod，whil

7、ethedatarateis100Mbpsor1000Mbps，phasedifferenceisattainedusingimprovedMueller—Mfilleralgorithm．Thenthephasedifferencesignalremovesthehi醢frequencynoiseafterpassingafirst·orderdigitallowpassfilterandgenerates4bitnewphaseselectwirestoselecttheappropriateclockp

8、hasefromthe16-phaseinternclocks．Inthenewscheme，theclockgeneratorcircuit’sperformanceisveryimportant，So，wesupplyCharge-pumpandVCOwimquasi—idealcurrents．whicharegeneratedbytheBandgapVoltageReferencecircu