超高速低功耗復接器設計研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,光纖通信已成為信息高速公路的主體,因此,開發(fā)具有自主知識產權、用于光纖傳輸的高速集成電路對我國信息化建設具有重大意義。復接器位于光纖通信系統(tǒng)中發(fā)射機的前端,作用是將多路并行的低速信號合并成一路串行的高速信號,是實現高速通信的關鍵電路。 本文主要研究降低復接器芯片功耗的方法,在進行理論分析及仿真的基礎上采用SMIC0.18μmCMOS工藝設計2個IOGb/s復接器,以驗證所研究的降低功耗方法的效果。 在降低功耗的兩

2、種手段(降低電壓和降低電流)中,本文選擇降低電流的方法來實現低功耗設計。為降低工作電流,本文采用優(yōu)化系統(tǒng)結構和電路拓撲結構的方法。在系統(tǒng)結構方面,由于樹型結構具有電路可以分級優(yōu)化,所需時鐘產生容易等優(yōu)點,本文采用樹型結構實現低功耗復接器設計。在電路拓撲結構方面,使用CMOS邏輯設計電路是本文研究的重點。 本文中采用SMIC0.18μm CMOS工藝設計了10Gb/s4:1復接器以及10Gb/s16:1復接器以觀察降低功耗的效果。

3、其中,16:1復接器的低速(622Mb/s至SGb/s)復接單元以及低速(2.5GHZ至622MHz)分頻單元采用CMOS邏輯電路實現,高速(5Gb/s至10Gb/s)復接單元以及高速(5GHz至2.5GHz)分頻單元采用SCFL邏輯電路實現。測試結果顯示,16:1復接器芯片在10Gb/s工作速率上眼圖清晰,張開度良好,電源電壓1.8V,功耗160mW,證明使用CMOS邏輯電路設計的復接器能工作到5Gb/s速率。4:1復接器的核心電路采

4、用全CMOS邏輯電路實現。其中,低速(2.5Gb/s至5Gb/s)復接單元采用4_T鎖存器,高速(5Gb/s至1OGb/s)復接單元和高速(5GHz至2.5GHz)分頻單元采用動態(tài)鎖存器,仿真結果表明,4:1復接器可以工作在10Gb/s速率上,電源電壓1.8V,功耗為67mW。 研究表明,采用0.18μm CMOS工藝,可以實現全CMOS邏輯超高速(10Gb/s)復接器設計,并可以有效地降低功耗。 論文最后給出了在2.5

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