12.5gb%2fs时钟数据恢复电路设计及6.25gb%2fs+serdes接收芯片集成

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1、Designof12．5Gb／sClockandDataRecoveryandIntegrationof6．25Gb／sSerDesReceiverADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYangJingSupervisedbybuoervlseoProf．FengJunSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMa

2、rch2012东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的

3、内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。Ⅲ7舢5删2肺7I删8ⅢⅢⅢⅧⅢ■I㈣2肿Y摘要随着信息流量需求的不断增大，传统的并行接口技术阻碍了数据传输速率的进一步提高。过去主要应用于光纤通信的串行通信技术——SerDes正在逐渐取代并行接口技术，成为如今高速接口技术的主流。因此，设计具有自主知识产权的SerDes收发机口核成为当前研究所及高校的主要研究内容之一。本文研究内容主要包括两个方面：12．5

4、Gb／s半速率时钟数据恢复电路(CDR)的设计及6．25Gb／sSerDes接收芯片的系统集成，设计工艺均为TSMC0．189inCMOS工艺。6．25Gb／sSerDes接收芯片包括CDR、十分接、字对齐及10B／8B解码电路，已经完成测试工作。采用1．8V的供电电压，在输入数据为6．25Gb／s编码数据时，可以成功恢复出3．125GHz的时钟信并顺利实现后续的十分接功能，字对齐及解码器工作正常。二分接及十分接逻辑正确，十分接眼图清晰，张开度较大，均方抖动25．5ps，五分频的眼图清晰，睁开较大，均方抖动为21．8ps

5、。芯片解码后最终输出稳定正确，符合系统要求。整体电路版图面积为1．25×0．975mm2，电路的整体功耗为168．84mW，以较低功耗实现了6．25Gb／sSerDes接收芯片的功能。12．5Gb／s半速率CDR的设计经后仿真验证，在输入数据为12．5Gb／s伪随机数据时，可以成功恢复出6．25GHz的时钟信并顺利实现后续的二分接功能。环路捕捉范围500MHz以上。环路锁定后，半速率时钟及二分接数据逻辑正确，眼图清晰、张开较大，时钟峰峰抖动为13．36ps，数据峰峰抖动为15．21ps，满足系统设计指标。芯片面积仅为0．

6、476×0．538=0．256inlTl2。在TSMC0．189m工艺下以较小的面积实现了12．5Gb／s半速率CDR的设计。该芯片已于2012年1月送出流片。【关键词】串行器／解串器，接收芯片，时钟数据恢复电路，鉴相器，鉴频器，Bang—Bang东南大学硕士学位论文ⅡAbstractWiththerapidgrowingofinformationflowneed，conventionalparallelinterfacetechniqueblocksthepaceofdata-transmission—rateimpr

7、ovement．SerDe，aserialcommunicationtechniquewhichwasappliedmainlyinopticalcommunication，istakingoverparallelingtechniqueasthemaintrendofhigh—speedinterfacetechnique．Insuchcase，developingSerDessystemwithindependentintellectualpropertyrightshasbecomeoneofthemaintarg

8、etsinmodemresearchinstituesandcolleges．Thispaperincludestwoaspects：DesignofHalf-rate12．5Gb／sClockDataRecovery(CDR)andIntegrationof6．25Gb／sSerDesreceiver．Bothar