20Gbps 4∶1復(fù)接器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)、節(jié)省能源、抗干擾和抗輻射等諸多優(yōu)點(diǎn)，必將成為未來(lái)主干通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。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(fù)接器作為光纖通信系統(tǒng)中的重要模塊之一，與激光驅(qū)動(dòng)器和激光二極管組成了光纖通信系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)。它的作用是將多路低速信號(hào)合并成一路高速信號(hào)，有效提高了光纖信道傳輸效率。
　　 本文設(shè)計(jì)的20Gbps 4:1復(fù)接器采用樹(shù)型結(jié)

2、構(gòu)實(shí)現(xiàn)。為了獲得更低的功耗對(duì)于工作在不同速率級(jí)的復(fù)接單元分級(jí)優(yōu)化。5Gbps-10Gbps 2:1復(fù)接單元采用了功耗較低的CMOS邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中核心單元鎖存器則使用了動(dòng)態(tài)CMOS鎖存器。由于高速2:1復(fù)接單元工作在最高的速率20Gbps上，因此采用了高速的SCFL結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)采用了分頻的方式提供時(shí)鐘信號(hào)，其中的二分頻器采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗較低的數(shù)字分頻器。數(shù)字二分頻器中的D鎖存器采用了高速的SCFL結(jié)構(gòu)的鎖存器。由于不同速

3、率級(jí)采用了不同的邏輯電平，因此在數(shù)據(jù)通道和時(shí)鐘通道中都需要一個(gè)性能良好的電平轉(zhuǎn)換電路。高速率和低功耗的電平轉(zhuǎn)換電路是本次設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　 本文設(shè)計(jì)采用IBM 0.13μm CMOS工藝，工作電壓僅為1.2V。對(duì)于高速?gòu)?fù)接單元中SCFL電路設(shè)計(jì)而言，低電壓設(shè)計(jì)也是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)挑戰(zhàn)。本次設(shè)計(jì)已經(jīng)完成版圖設(shè)計(jì)和后仿真。芯片總體面積為0.675×0.727mm2。由于時(shí)間的限制，還沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試。后仿真結(jié)果表明，在1.2V