基于低压差分信号的串行收发通讯芯片设计

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1、华中科技大学硕士学位论文基于低压差分信号的串行收发通讯芯片设计姓名：周玲申请学位级别：硕士专业：高电压与绝缘技术指导教师：林福昌20060329摘要随着互联网日趋普及，各式各样的通信设备也日渐受到消费者的欢迎，令数据传输的需求急剧增加。LVDS（低压差分信号）采用高速模拟电路技术，可确保导线能够支持千兆以上的数据传输，串行数据收发芯片使通讯系统实现了高速、低成本。本文介绍了基于低压差分信号（LVDS）的串行数据收发芯片的原理、电路及版图设计，对电路进行的仿真结果表明，该芯片有较宽的数率范围（可接收的串行数据速率为250

2、MHz～800MHz）。在发送部分的电路设计中，设计了高性能的PLL单元、数据的并串转换单元。在接收部分，详细介绍了一种宽频率的数据时钟恢复电路的设计、数据的串并转换单元中字节时钟与并行数据同步的电路设计。LVDS输出（发送器）采用反馈控制的方式稳定发送器的输出共模电压，LVDS的输入（接收器）采用了输入共模电压范围大、线路简单的输入级，并加入了失效保护电路的设计。最后，介绍了版图设计时的基本规则及需要注意的问题。本设计采用CHRT.35微米工艺设计。整个收发芯片版图经过CadenceSpectre工具的仿真，工作正常

3、，功能及电气性能上都达到了设计要求。总引脚26个，总功耗900mW@80MHz。关键词：并串转换串并转换锁相环时钟数据恢复电路低压差分信号AbstractAsaresultoftheInternettremendousgrowth,datatransfersareincreasingdramaticallyinallareasofcommunications.Lowvoltagedifferentialsignal(LVDS)technologycanguaranteeGbpsdatatransmissionbyado

4、ptinganalogcircuit.Serialdatatransceivermakesthetransmissionsystemquickerwhilelesscostly.Thisdissertationpresentstheprinciple,circuitdesignandlayoutrulesofserialdatatransceiverwhichbasesontheLVDStransmitterandreceiver.Thewholecircuit,whichcanbedividedintotransmi

5、tterpartandreceiverpart,issimulatedtomakesureofitsfunctionsinawiderangeof250MHz~800MHzofserialdatarate.TransmitterpartincludesPLL(PhaseLockedLoop)cellandserializercell.Receiverpartintroducesthemethodofwideningtheclockfrequencybandwidthofselfcorrectingdataclockre

6、covery(CDR)circuitandthedesignofthecircuitofsynchronizingthebyteclockwith8paralleldataindeserializer.LVDSoutputstageusesthefeedbacktocontrolthecommon-modevoltageindriverdesign,whileitsinputstagechoosesacircuitwithextensiveinputcommon-modevoltageaswellassimplestr

7、uctureincludingthefail-safecircuit.Finally,somelayoutprinciplesandissuesarediscussed.ThechipdesignisbasedonCHRT.35µm.AfterlayoutdesignedandsimulatedbyCadenceSpectre,thewholedesignachievesthedesiredfunctionsandelectriccharacteristics.Thechiphas26pinswithpowercoms

8、umptionof900mWattheserialdatarateunder800MHz.Keywords:SerializerDeserializerPhaseLockedloop（PLL）ClockandDataRecovery(CDR)Lowvoltagedifferentialsignal(LVDS)独创性声明本人声明所呈