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随着通信业务量的增长,人们对光纤通信网的传输能力提出了越来越高的要求。目前广泛使用的2.5Gb/s通信系统已显得容量不足,研发具有更高速率的超高速芯片已势在必行。
分接器在光纤传输系统中处于光接收机的末端,将光纤传输中串行高速信号还原为并行的多路低速信号,是光纤传输接口链路的关键电路之一。
随着CMOS工艺的进步,特征尺寸减小,深亚微米CMOS器件的特征频率fr不断提高,0.18μm工艺的特征频率fr已经达到49GHz左右,加上CMOS工艺代工资源丰富,成本较低,因此,采用深亚微米CMOS工艺实现高速高性能芯片已成为国内外研究的热点。
本文介绍了利用JAZZ 0.18μmCMOS工艺设计的应用于光纤通信传输系统的数据分接电路。该1:4分接器采用树形结构,优点是电路可以分级化,高速度和低功耗两者兼得。分接器除了包括一个高速20Gb/s 1:2分接单元,两个低速10Gb/s 1:2分接单元,还有10GHz分频器,数据及时钟输入输出缓冲。其中高速分接单元采用共栅结构,单时钟输入的动态锁存器实现,这种电路结构不但使电路能够满足速度指标要求,而且尽可能使电路的功耗指标得到改善:而低速分接单元则由SCFL结构的锁存器实现,SCFL电路不但降低了级问匹配的难度,而且能满足速度要求,两个基本锁存器结构的使用保证了速度的要求。并且本文针对超高速电路的特点,采用多种有效方法改进版图,进一步提高电路的工作性能。
后仿真结果显示,1:4分接器能稳定工作在20Gb/s数据速率,眼图质量良好。供电电源1.8V时,静态功耗仅为273mw,芯片面积为680×670μm<2>。
论文按照集成电路工艺研究,电路设计,版图设计以及仿真结果的顺序详细介绍了芯片的设计过程和结果。最后做出总结并提出后续上作和展望。