2.5gbs全数字时钟数据恢复电路的设计及宽范围数控振荡器的研究

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1、学校代码：分类ｗ密：；立參＿‘索．暴＾工程硕±学位论文２．５化／Ｓ全数字时钟数据恢复电路的设计及宽范围数控振荡器的研究（学位论文形式：应用研究）研究生姓名：王晨导师姓名：胡庆生教授Ｔ国単高工申请学化类别工程硕±学位授予单位东南大学工程领域名称集成电路工程论文答辩日期２０１６年３月４日研究方向集成电路设计学位授予日期２０年月日答辩蚕Ｓ会主席赵义遐评阅人－ＤｅｓｉｎｏｆＡ２．５Ｇｂ／ｓＡｌｌｄｉｇｉｔａｌＣＤＲａｎｄｇＡ－ＲａｎｅＤｉｉｔａｌＣｏｎｔｒｏｌＯｓｃｉｌｌａｔｏｒＷ

2、ｉｄｅｇｇＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＷａｎＣｈｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＨｕｉｎｓｈｅｎＱｇｇａｎｄＳｅｎｉｏｒＥｎｉｎｅｅｒＤｉｎＧｕｏｈｕａｇｇＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｒｃｈ２０１６独创牲声明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

3、的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ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。＇琶、咸诚。７研究生签名：１ｉ日期：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Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸一质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可

4、Ｗ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。研究生签名；＾＿＿１＿导师签名：日期；ｗｉＬＸｏ］摘要随着网络时代的到来，海量数据的传输、高清图像的处理、网络通信等应用对通信系统带宽的要求越来越高，高速串行通信技术越来越成为国内外研究的热点。在整个高速串行系统中，时钟数据恢复电路占据着重要的地位，也是提升系统速率的主要瓶颈。本文研究Ｔ全数字时钟数据恢复电路的设计，该时钟数据恢复电路采用化１８畔１ＣＭＯＳ王艺设计，当输入速率为２ｂ，．２５ＧＨｚ．ｓ．５Ｇｐｓ的伪随机数据时能够恢复出１半速率时钟Ｗ及对

5、应的两路速率为１２５Ｇｂｐ的数据，。电路采用半定制电路与全定制相结合的方法设计其中鉴频器、鉴相器、数控振荡器、锁定指示电路Ｗ及分接电路单元为全定制方法实现，相位锁定及抖动压缩模块为半定制方法实现。鉴频器采用了概率增强电路提高了检测频率的正确性，数控振荡器则采用四级环形差分单元的结构，使得输出频率与数控振荡器调谐字么间的线性度更好并且采用快速锁定算法模块来加速整个系统的锁定过程。初步锁一定后，为了进步减小输出时钟的抖动，在环路中还加入了抖动压缩滤波器。该电路已完成了版图设计２２．．并流片，芯片面积为０４６ｘ０５６皿ｎ，其中核也面积为０．２３ｘ〇．３４ｍｍ。后仿真结

6、果显示全数字时钟数据恢复电路输出时钟的巧动小于３０ｐｓ，在１．８Ｖ电源电压下，其功耗小于１２ｍＷ，满足设计要求。本文还采用化１３＾ｌｍＢｉＣＭＯＳ工艺设计了宽范围数控振荡器。首先根据宽频率范围的要求确定了数控振荡器的基于Ｈ态口反相器多路并联结构，并根据工艺特点选择了ＢｉＣＭＯＳ的Ｎ型反相器作为延时单元，；之后根据设升要求确定了粗调谐及细调谐字的位数最后完成了版图的设计与后仿真。数控振荡器的后仿真结果显示其振荡频率范围为１４ＧＨｚ．．５Ｇ比到．５，输出频率为４５ＧＨｚ时，巧动小于５ｐｓ，其起振时间小于１０ｎｓ，满足设计要求。在当前各种通信系统的带宽不断增

7、加的情况下，本文设计的全数字时钟数据恢复电路对于高速串行链路接收机的实现有重要的意义，所研究的宽范围数控振荡器对于时钟数据恢复电路Ｗ及频率综合器的全数字化有着实际的应用价值。关键字：全数字时钟数据恢复数控振荡器科动压缩滤波器宽范围ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＩｎｔｅｒｎｅｔ，ｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｍａｓｓｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｏｎｏｆ