m-phy发送器分析与设计

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1、摘要摘要随着3G、LTE以及4G通信标准的发展，以智能手机和平板电脑为代表的移动设备呈现爆炸式增长。人们对智能手机功能的要求也越来越高，除却简单的语音通话和收发短信之外还要求高分辨率显示，高像素拍照以及高速的数据下载传输。这对芯片间及模组间的数据传输速率的要求也越来越高，而现有的互连接口技术己经渐渐满足不了移动设备对高数据率和低功耗的要求。在这种背景下MIPI联盟（MobileIndustryProcessorInterfaceAlliance）推出了M-PHY标准，相比于其他标准，M-PHY具有更高的数据传输速率和更低的功耗。另一方面终端设备内部存储、显示

2、、摄像和声音等内部接口都是各不相同的，这给终端设备厂商选择器件带来了很大的难度。为了能够简化设计和提高芯片间及模组间的兼容性，统一的接口标准也是一大发展趋势。MIPI联盟是一个开放的会员制组织，致力于推进处理器与外设接口标准化和促进移动设备间的复用性与兼容性。本文根据M-PHY设计规范，设计了一款数据率为2.912-Gbps的M-PHY发送器。首先基于锁相环原理设计了一种2.912GHz的频率综合器，分别研究和设计了鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器等模块，并且分别给出了各自的仿真结果以及频率综合器的总体仿真结果。然后通过比较几种常见并串转换

3、电路结构的优缺点，采用并行结构与树型结构相结合的电路结构，设计了一款10:1的半速率并串转换电路，该结构降低了大部分电路的工作频率，减小了功耗。最后使用带隙基准技术，设计了一种输出阻抗与工艺、电压和温度无关的驱动电路，实现了良好的阻抗匹配。本文使用SMIC0.13-μmCMOS混合信号电路工艺，电源电压为1.2V。仿真结果表明各项性能指标满足设计规范要求，达到了设计目标。关键词：M-PHY锁相环并串转换I/O接口驱动器万方数据万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentof3G,LTEand4Gcommunicationsta

4、ndards,mobiledevicessuchassmartphonesandtabletPCsgrowthexplosively.People’sdemandsfortheperformanceofsmartphoneisbecominghigherandhigher,inadditiontosimplevoicecallsandsendandreceivetextmessages,highresolutiondisplay,highpixelcameraandhighspeeddatatransmissionarealsoneeded.Thisrequ

5、iresgreatdatatransmissioncapabilitiesofchipsandmodules.Howeverinterfacetechnologynowexitscannotmeettherequirementsofmobiledevicestohighspeeddatatransmissionandlowpowerdissipation.UnderthisbackgroundMIPIalliance(MobileIndustryProcessorInterfaceAlliance)introducedtheM-PHYstandard.M-P

6、HYhashigherdataratesandlowerpowerconsumptioncomparedwithotherstandards.What’smore,terminalequipmenthasmanymodulessuchasmemory,display,videoandsoundetc.thathavedifferentinterfaces,whichcausegreatdifficultiestodevicemanufacturers.Tosimplifythedesignandimprovethecompatibilitybetweench

7、ipsandmodules,unifiedinterfacestandardsisamajortrend.TheMIPIallianceisanopenmembershiporganization,whichobjectivetodriveconsistencyinmobileapplicationprocessorsandperipheralinterfaces,promotingreuseandcompatibilityinmobiledevices.BasedontheM-PHYdesignspecificationthemaincircuitsoft

8、hetransmittersideofM-PHYar