20Gbps 4∶1復接器的設計.pdf

1、隨著社會與經濟快速的發(fā)展，信息交換量與日俱增。光纖通信系統(tǒng)由于其容量大、傳輸距離遠、節(jié)省能源、抗干擾和抗輻射等諸多優(yōu)點，必將成為未來主干通信網的發(fā)展趨勢。因此，研發(fā)用于光纖通信系統(tǒng)的高性能的集成電路具有重大意義。復接器作為光纖通信系統(tǒng)中的重要模塊之一，與激光驅動器和激光二極管組成了光纖通信系統(tǒng)中的發(fā)射機。它的作用是將多路低速信號合并成一路高速信號，有效提高了光纖信道傳輸效率。
　　 本文設計的20Gbps 4:1復接器采用樹型結

2、構實現。為了獲得更低的功耗對于工作在不同速率級的復接單元分級優(yōu)化。5Gbps-10Gbps 2:1復接單元采用了功耗較低的CMOS邏輯電路來實現，其中核心單元鎖存器則使用了動態(tài)CMOS鎖存器。由于高速2:1復接單元工作在最高的速率20Gbps上，因此采用了高速的SCFL結構來實現。本次設計采用了分頻的方式提供時鐘信號，其中的二分頻器采用了結構簡單、功耗較低的數字分頻器。數字二分頻器中的D鎖存器采用了高速的SCFL結構的鎖存器。由于不同速

3、率級采用了不同的邏輯電平，因此在數據通道和時鐘通道中都需要一個性能良好的電平轉換電路。高速率和低功耗的電平轉換電路是本次設計中的重點和難點之一。
　　 本文設計采用IBM 0.13μm CMOS工藝，工作電壓僅為1.2V。對于高速復接單元中SCFL電路設計而言，低電壓設計也是本次設計的一個挑戰(zhàn)。本次設計已經完成版圖設計和后仿真。芯片總體面積為0.675×0.727mm2。由于時間的限制，還沒有進行測試。后仿真結果表明，在1.2V