【摘 要】
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70年代以来,以光纤为传输线路的局域网LAN,城域网MAN(MetropolitanAreaNetworks),广域网WAN(WideAreaNetworks),异步传递模式ATM(AsynchronousTransferMode),和同步数字体系SDH(S
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70年代以来,以光纤为传输线路的局域网LAN,城域网MAN(MetropolitanAreaNetworks),广域网WAN(WideAreaNetworks),异步传递模式ATM(AsynchronousTransferMode),和同步数字体系SDH(SynchronousDigitalHierarchy)等一系列高速数字通信标准相继建立。
随着SDH标准向STM-64(10-Gb/s)和STM-256(40-Gb/s)提升,系统对芯片速度提出了更高的要求。GaAs工艺的器件具有很高的载流子迁移率,且衬底为半绝缘体,因此适用于超高速和高频电路中。万兆以太网标准(802.3ae)是以太网标准(IEEE802.3)的成功扩展,它使用了与802.3相同的载波监听/冲突检测(CSMA/CD)机制、拓扑结构和帧格式,支持LAN、MAN和WAN并与SDH和OC-192兼容。
本文介绍了万兆以太网系统标准IEEE802.3ae,给出了系统物理层时钟产生模块的技术指标。针对目前应用最为广泛的锁相环(PLL)技术,文章作了较为详细的分析。在此基础上提出了一种新型的时钟恢复电路(CRC)结构-注入同步结合锁相环(IPLL)型CRC。该结构的CRC具有同步振荡器(SO)和PLL的长处。解决了简单PLL电路易失锁,SO的稳定性差的问题。定时抖动和相位噪声是设计时钟产生(GE)和时钟恢复电路时需要考虑的一个重要问题。文中介绍了抖动和相位噪声的定义、分析和优化方法。
第三章给出了基于0.18um-CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺、采用环形结构的11GHz压控振荡器(VCO)的电路设计、模拟结果、最终的版图和测试结果。第四章给出了基于0.2umGaAsPHEMT工艺、采用简单PLL结构的GE电路设计、模拟结果、版图和测试结果。第五章给出了基于0.2umGaAsPHEMT工艺的IPLL的电路设计、模拟结果和版图。
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