信号完整性设计中的抖动与振铃消除技术

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1、2012年12月西安电子科技大学学报(自然科学版)Dec．2O12第39卷第6期J0URNALOFXIDIANUNIVERSITYVo1．39NO．6信号完整性设计中的抖动与振铃消除技术佟星元，朱樟明，杨银堂，孔亮(1．西安邮电大学陕西省通信专用集成电路设计工程研究中心，陕西西安710121；2．西安电子科技大学微电子学院，陕西西安710071)摘要：针对高速信号传输中码间干扰引起的抖动问题，提出了一种新型电流模式预加重电路，与传统结构相比，该新型电路不仅降低了电路复杂度，而且通过双边沿预加重提高了工作速度．针对低压差分信号传输的振铃问题，在考虑芯片压焊线模型以及负

2、载的情况下，提出了一种基于阻抗匹配方法的振铃消除技术，有效缓解了输出振铃现象．通过对仿真和测试眼图进行讨论，验证了新方法的实用性．关键词：信号完整性；抖动；预加重电路；振铃；阻抗匹配中图分类号：TN431．2文献标识码：A文章编号：1001—2400(2012)06—0136—06JitterandringingcancellationtechniquesforsignalintegritydesignTONGXingyuan，ZHUZhangrning，YANYintang，KONGLiang(1．CommunicationASICDesignEng．Center

3、，Xi’anUniv．ofPosts&Telecommunications，Xi’an710121，China；2．SchoolofMicroelectronic，XidianUniv．，Xi’an710071，China)Abstract：ThispaperfocusmainlyOltheresearchonjitterandringingforsignalintegritydesign．TooptimizethejittercausedbyISI(ISI：Inter-SymbolInterference)duringhighspeedsignaltransmis

4、sion，anovelcurrent-modepre—emphasiscircuitispresented．Comparedwiththetraditionalstructure．thisnovelcircuitnotonlyimprovestheoperationspeedbypre—emphasizinginboththeposedgeandnegedgeotthesignal，butalsoreducesthecircuitcomplexity．Furthermore，withtheconsiderationofthebondingwiremodelandth

5、echipload，atechniquebasedODimpedancematchingisproposedtOreducetheringinginLVDS(Low-VoltageDifferentialSignaling)．Simulationandmeasurementresultsoftheeye—diagramareanalyzed，provingtheapplicabilityoftheproposedcircuitandtechnique．KeyWords：signalintegrity；jitter；pre—emphasiscircuit；ringin

6、g；impedancematching随着集成电路工艺的发展以及设计技术的不断进步，集成电路系统的工作速度日益提高，目前，片上系统(System—on-Chip，SoC)及其模块电路的工作频率已经发展到吉赫(GHz)水平之上_1_3]．然而，伴随着工艺特征尺寸的减小以及SoC工作速度的提升，信号完整性问题已经成为决定集成电路性能的重要因素l_4]．在高速电路系统中，趋肤效应和介质损耗使信号的高频成分在其传输过程中发生明显衰减，在接收端导致信号出现码间干扰(Inter—SymbolInterference，ISI)而引起抖动，最终造成误码率提高，影响信号传输速率和传输

7、距离]．在发射端对传输信号的高频成分进行预加重是缓解以上问题的一种重要方法_6_8l，然而，现有文献中所提出的预加重电路结构复杂，而且文献E8]中提及的结构仅能对信号的某一个边沿进行加重，导致整体加重效果不够明显，影响其在高速电路系统中的应用．此外，在信号传输过程中，除了高频成分存在衰减之外，往往还会由于传输路径上阻抗突变引起传输信号的高频成分发生反射，来回振荡形成振铃，影响收稿日期：20u—O7—28网络出版时间：2012-09—12基金项目：国家自然科学基金资助项目(61204029)；陕西省教育厅专项科研计划资助项目(12JK0542)；西安邮电大学青年教