在高速SerDes(Serializer/Deserializer,串行器/解串器)系统中,随着数据传输速率越来越高,信道中的高频损耗、反射及噪声等非理想特性对数据产生的衰减越来越严重,致使数据产生严重的失真,从而降低系统性能。为了改善接收端的信号传输质量,各类均衡技术被广泛应用于高速SerDes系统中,而连续时间线性均衡器(Continuous Time Linear Equalizer,CTLE)作为SerDes系统接收端的重要模块,其对高频衰减的补偿能力影响着整个SerDes系统的性能,因此研究并改进连续时间线性均衡器的电路结构对高速通信系统的发展具有重要意义。
本文设计了一款应用于高速SerDes接收端的自适应连续时间线性均衡器,此设计主要包括CTLE均衡模块、DAC电流源模块和自适应算法模块。为解决传统CTLE高频补偿能力欠缺和无法适应不同信道衰减的问题,本文在传统CTLE的基础上,级联低频均衡器,该均衡器采用双路源级负反馈电阻电容差分结构,对低频信号实现补偿的同时,通过源级负反馈电阻和电容引入了一对零极点,可实现对高频信号的二次补偿;同时,将基于码型检测的符号化最小均方根(Sign-Sign Least Mean Squares,SS-LMS)算法应用于CTLE均衡技术中,使其能根据信道环境的变化产生动态的均衡系数,来调节零极点位置,进而产生不同的增益补偿,达到适应不同信道衰减的目的。
本文基于TSMC 28nm CMOS工艺对所设计电路的版图进行绘制,并通过后仿真验证。后仿真结果显示,12.5Gb/s的数据经过背板信道后,在奈奎斯特频率处产生严重衰减,经过自适应CTLE均衡后,PVT工艺角下,目标频率处的增益补偿范围在14.75dB-21.79dB之间,均衡后的眼图水平张开度在0.81UI-0.92UI之间,抖动小于0.2UI,同时,通过例举-13.42dB、-16.32dB、-20.90dB三种不同信道衰减幅度,所设计的自适应CTLE均能够对传输数据进行有效均衡,改善信号传输质量。
随着先进工艺和技术的不断进步,要想保证数据在高速传输中的正确性,均衡器需要有更高的补偿和更低的功耗,才能实现高效通信。基于12 nm互补金属氧化物半导体工艺,设计了一种高增益、低功耗的自适应连续时间线性均衡器(continuous time l...
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随着先进工艺和技术的不断进步,要想保证数据在高速传输中的正确性,均衡器需要有更高的补偿和更低的功耗,才能实现高效通信。基于12 nm互补金属氧化物半导体工艺,设计了一种高增益、低功耗的自适应连续时间线性均衡器(continuous time linear equalizer,CTLE),该均衡器采用2级级联结构来补偿信道衰减,并提高接收信号的质量。此外,自适应模块通过采用符号-符号最小均方误差(sign-sign least mean square,SS-LMS)算法,使抽头系数加快了收敛速度。仿真结果表明,当传输速率为16 Gbit/s时,均衡器可以补偿-15.53 dB的半波特率通道衰减,均衡器系数在16×10^(4)个单元间隔数据内收敛,并且收敛之后接收误码率低于10^(-12)。
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