技术领域

Clocking & PLLs

127 篇

ISSCC 2020Session 17Clocking & PLLs
Pratap Tumkur Renukaswamy1,2, Nereo Markulic1, Sehoon Park1,2,
该论文提出了一种基于积分型DAC的FMCW锁相环,用于快速锯齿波调频连续波雷达,解决了传统PLL带宽限制导致的线性度问题,实现了10GHz载波、1.2GHz带宽和23MHz/μs斜率下的90kHz rms频率误差,功耗仅12mW。
采用积分型DAC替代传统电荷泵,实现高线性度快速调频,克服PLL带宽限制。
通过两点调制方案,在低功耗下实现大带宽、高斜率FMCW信号合成。
ISSCC 2020Session 17Clocking & PLLs
Yizhe Hu1, Xi Chen1, Teerachot Siriburanon1, Jianglin Du1, Zhong Gao1,
该论文提出了一种21.7-26.5GHz的电荷共享锁定正交PLL,通过隐式数字频率跟踪环路实现低抖动。解决了传统亚采样PLL和注入锁定PLL在毫米波频段功耗高、面积大的问题。
采用电荷共享锁定技术替代传统亚采样或注入锁定,降低功耗和面积。
引入隐式数字频率跟踪环路,无需额外模拟环路滤波器,实现75fs超低抖动。
ISSCC 2020Session 17Clocking & PLLs
Mario Mercandelli1, Alessio Santiccioli1, Angelo Parisi1, Luca Bertulessi1,
该论文提出了一种12.5GHz分数-N类型-I采样PLL,通过采用采样技术实现了58fs的集成抖动,解决了传统模拟PLL中大型模拟滤波器难以在纳米级CMOS工艺中缩放的问题,同时避免了数字PLL中时间数字转换器的量化噪声。
提出了一种类型-I采样PLL架构,利用采样技术实现低抖动和分数-N频率合成。
通过优化环路设计和噪声抑制技术,在12.5GHz输出频率下实现了58fs的集成抖动,满足5G毫米波收发器对低抖动时钟的需求。
ISSCC 2020Session 17Clocking & PLLs
Yiyang Shu, Huizhen Jenny Qian, Xun Luo
该论文提出了一种采用电磁混合耦合谐振增强技术的多核振荡器,实现了18.6至40.1GHz的超宽带调谐范围和201.7dBc/Hz的优值(FoMT),解决了毫米波频段多核振荡器相位噪声与调谐范围之间的折衷问题。
提出E-M混合耦合谐振增强技术,通过电磁混合耦合提升多核振荡器的谐振品质因数,降低相位噪声。
采用多核架构结合并行交叉耦合对和LC谐振腔,在宽调谐范围内实现低相位噪声性能。
ISSCC 2020Session 17Clocking & PLLs
Alessio Santiccioli1, Mario Mercandelli1, Luca Bertulessi1, Angelo Parisi1,
该论文提出了一种12.8-15.2GHz分数-N数字Bang-Bang锁相环,采用数字频率误差恢复技术实现快速锁定,同时达到66fsrms的超低抖动,满足5G毫米波频段对本地振荡器低于90fsrms的抖动要求。相比模拟PLL,该设计在功耗和面积上更具优势。
提出数字频率误差恢复机制,在锁定过程中快速纠正频率误差,显著缩短锁定时间,同时保持低抖动性能。
采用Bang-Bang鉴相器与数字环路滤波器,避免了模拟PLL中面积大的无源滤波器,实现了小面积和低功耗。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs0.18μm SiGe BiCMOS
Michael Peter Kennedy1,2, Yann Donnelly1,3, James Breslin4,
本文提出了一款基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的精确频率分数-N频率合成器,通过创新的杂散抑制技术实现了-80dBc的杂散性能,解决了传统分数-N PLL中由于数字ΔΣ调制器引入的分数杂散问题。
提出精确频率分数-N合成架构,避免量化误差导致的频率偏移。
采用新型杂散抑制技术,将杂散电平压低至-80dBc以下。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Zunsong Yang1, Yong Chen1, Shiheng Yang1, Pui-In Mak1,
本文提出了一种25.4-29.5GHz的隔离式亚采样锁相环(SSPLL),功耗仅10.2mW。通过隔离式亚采样技术,实现了-252.9dB的极低抖动功耗优值(FoM)和-63dBc的低参考杂散,解决了高频注入锁相环中杂散大和PVT敏感的问题。
提出隔离式亚采样结构,在不引入额外噪声的前提下有效抑制参考杂散。
实现低功耗与低抖动的平衡,获得业界领先的抖动功耗优值(FoM)。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs65nm LP CMOS
Luigi Grimaldi, Luca Bertulessi, Saleh Karman, Dmytro Cherniak,
本文提出一款30GHz分数-N数字锁相环(DPLL),采用子采样bang-bang相位检测和数字时间转换器(DTC)技术,在65nm LP CMOS工艺中实现198fs rms抖动和35mW功耗,解决了毫米波频段DPLL抖动-功耗折中较差的问题。
结合数字时间转换器(DTC)与子采样bang-bang相位检测,实现低抖动分数-N频率合成,适用于毫米波频段。
在65nm低功耗CMOS中实现30GHz工作,抖动仅198fs、功耗35mW,达成优异的抖动-功耗权衡。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Dihang Yang1, Asad Abidi1, Hooman Darabi2, Hao Xu1, David Murphy2,
该论文提出了一种免校准的三环bang-bang PLL,用于解决数字PLL中TDC非线性和量化噪声问题。实现了131fsrms的极低抖动和-70dBc的分数杂散,满足WiFi 802.11ax等高性能标准的要求。
提出三环bang-bang PLL架构,无需复杂校准即可实现高性能
通过独特的设计同时实现了超低抖动和低分数杂散
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Fei Song1, Yu Zhao1, Bart Wu1, Litian Tang1, Leon Lin1, Behzad Razavi2
该论文提出了一种用于802.11ax宽带WLAN的分数-N频率合成器,通过参考四倍频器技术实现了110fsrms的极低抖动,解决了传统设计中VCO易受PA牵引以及缺乏正交输出等问题。
提出参考四倍频器结构,在不增加参考频率的情况下有效降低带内相位噪声和抖动。
采用特殊设计的VCO和环路架构,抑制PA牵引效应,同时提供正交输出以满足802.11ax需求。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Szu-Yao Hung, Sudhakar Pamarti
提出了一种基于数字方法的0.5-2.5GHz多输出分数频率合成器,实现了90fs抖动和-106dBc杂散,解决了多时钟生成中紧凑性和功耗问题。
采用全数字架构实现多输出分数频率合成,避免了多PLL复制的面积和功耗开销。
通过数字校准技术同时实现了超低抖动和极低杂散性能。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Xiaofeng Yang1, Chi-Hang Chan1, Yan Zhu1, Rui P. Martins1,2
该论文提出了一种基于环形振荡器的2.4GHz锁相环,通过校准技术实现了-246dB的抖动品质因数,并在PVT变化下将抖动变化控制在9%以内。解决了传统环形振荡器PLL相位噪声差、对PVT敏感的问题,无需LC振荡器即可实现低抖动性能。
提出了一种无校准的环形振荡器PLL架构,通过电路设计自动补偿PVT变化,将抖动变化降至9%。
实现了-246dB的抖动品质因数,达到LC振荡器PLL的抖动性能水平,同时保持环形振荡器的小面积和宽调谐范围优势。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Juyeop Kim*, Heein Yoon*, Younghyun Lim*, Yongsun Lee,
该论文提出了一种基于数字子采样锁相环的28-31GHz频率合成器,实现了76fsrms的抖动和-40dBc的积分相位噪声,解决了毫米波频段低抖动和低相位噪声的难题。
采用数字子采样锁相环架构,降低了带内相位噪声,无需高频参考时钟。
通过数字控制技术优化了环路带宽和噪声性能,实现了超低抖动和积分相位噪声。
ISSCC 2019Session 16Clocking & PLLs
Hanli Liu, Zheng Sun, Hongye Huang, Wei Deng, Teerachot Siriburanon,
该论文提出了一款功耗仅265μW的分数-N数字锁相环(DPLL),通过无缝自动切换子采样/采样反馈路径和占空比循环技术,实现了超低功耗运行,解决了以往分数-N DPLL功耗难以低于500μW的问题。
提出了一种无缝自动切换子采样/采样反馈路径机制,根据工作模式动态选择最优反馈路径,降低功耗。
采用占空比循环技术(Duty-Cycled Fractional-N),进一步减少不必要的电路活动,节省功耗。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs
Jongmin Lee, Donghyeon Lee, Yongmin Lee, Yoonmyung Lee
该论文提出了一种基于泄漏电流的物理不可克隆函数(PUF),通过重映射技术实现无损稳定,适用于物联网安全。解决了传统PUF在面积效率和稳定性方面的不足,实现了445F2的超小面积。
利用泄漏电流作为熵源,实现高面积效率的PUF单元,面积仅445F2。
提出无损重映射稳定化技术,在不牺牲比特率的情况下提高PUF的可靠性。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs
Meng-Yi Wu, Tsao-Hsin Yang, Lun-Chun Chen, Chi-Chang Lin,
该论文提出了一种基于竞争性氧化物击穿的物理不可克隆函数(PUF)方案,通过利用两个晶体管栅氧化层击穿的竞争过程生成稳定且唯一的响应,实现了接近零的比特错误率,从而解决了传统PUF可靠性不足的问题。
利用竞争性氧化物击穿机制生成PUF响应,通过控制击穿过程提高随机性和稳定性。
实现了接近零的比特错误率,无需额外纠错电路,大幅提升PUF的可靠性和实用性。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs65nm CMOS
Nail Etkin Can Akkaya, Burak Erbagci, Ken Mai
该论文提出了一种利用后制造编程的安全伪装逻辑系列,旨在防止IC逆向工程和IP盗窃。在65nm CMOS工艺下实现了3.6GHz的加法器原型,验证了该方法的可行性和高性能。
提出后制造编程的伪装逻辑,通过动态配置电路功能来隐藏真实逻辑,抵抗逆向工程。
实现了3.6GHz的高速加法器原型,证明该安全技术在保持高性能方面的潜力。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs
Wen-Hau Yang1, Li-Cheng Chu1, Shang-Hsien Yang1, Yan-Jiun Lai1,
该论文提出了一种增强安全性的降压DC-DC转换器,采用基于真随机数的伪迟滞控制器,以解决传统线性反馈移位寄存器(LFSR)在功率注入攻击(PIA)下可预测和可重现的安全漏洞,同时降低电磁干扰(EMI)。
提出基于真随机数(TRNG)的伪迟滞控制机制,替代传统LFSR,增强对功率侧信道攻击和功率注入攻击的抵抗能力。
通过随机化开关频率和占空比,有效降低EMI并提高电源管理系统的安全性。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs
Minseob Lee1, Shinwoong Kim2, Hwasuk Cho1, Jahyun Koo1,
该论文提出了一种适用于0.3V至1.2V宽电压范围的频率可缩放分数N全数字锁相环(ADPLL),通过一种推测性双参考插值时间数字转换器(TDC)解决了传统模拟PLL在低电压下难以工作的问题,实现了宽频率锁定范围和低功耗。
提出了一种推测性双参考插值TDC,通过两个参考时钟的插值提高了时间分辨率,同时降低了功耗。
实现了频率随电源电压可缩放的全数字PLL架构,支持0.3V至1.2V的宽电压范围和相应的频率缩放。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs10nm
Kangyeop Choo, Hyunik Kim, Wooseok Kim, Jihyun Kim, Taeik Kim, Hyungjong Ko
提出了一种全可综合的周期抖动传感器(PJS),无需模拟电路、参考时钟或校准,通过改进随机时间数字转换器(TDC)实现。解决了片上时钟质量评估依赖低噪声模拟电路和额外校准的问题。
首次实现完全可综合的周期抖动传感器,无需任何模拟电路。
无需参考时钟和校准,采用随机TDC实现抖动测量。
ISSCC 2018Session 7Clocking & PLLs
Re-Extraction, Dual-Ring VCOs and a 0.3mW, Block-Sharing Frequency Tracking Loop Achieving
该论文提出了一种全数字乘法延迟锁定环(MDLL),通过边缘再提取、双环VCO和块共享频率跟踪环路技术,在0.0056mm²面积和0.3mW功耗下实现了292fsrms抖动和-249dB FOM,解决了传统MDLL中频率跟踪环路面积和功耗大的问题。
提出边缘再提取技术,有效降低输出抖动。
采用双环VCO结构,提升频率跟踪精度和稳定性。
ISSCC 2017Session 19Clocking & PLLs16nm FinFET CMOS
16nm FinFET CMOS with 188dB FOM, 1.3kHz
该论文提出了一种用于能量收集应用的低压DCO,采用三线线圈(Trifilar-coil)结构并集成DC-DC转换器,在16nm FinFET CMOS工艺中工作电压仅为0.2V。通过优化三线圈的Q因子和金属层组合,实现了188dB FOM、1.3kHz分辨率和38MHz/V的频率推动性能,有效解决了低电压下频率稳定性和推频问题。
提出三线线圈(Trifilar-coil)结构,结合厚金属和超厚金属降低串联电阻,实现高Q因子(>11)并减小电源路径压降。
集成DC-DC转换器使DCO在0.2V超低电压下工作,适用于能量收集应用。
ISSCC 2017Session 19Clocking & PLLs
Long Kong, Behzad Razavi
该论文提出一种鲁棒的分数N频率合成器架构,实现了0.25倍参考频率的环路带宽,同时将ΔΣ调制器在fREF/2处的噪声峰值降低62dB,解决了传统合成器带宽受限的问题。
提出简单鲁棒的分数N架构,在不显著牺牲带宽前提下大幅抑制ΔΣ噪声峰值62dB。
实现环路带宽达到0.25fREF,突破传统fREF/10限制。
ISSCC 2017Session 19Clocking & PLLs
Jeffrey (Tsung-Hao) Chuang, Harish Krishnaswamy
该论文提出了一种基于环形振荡器的子采样锁相环,并采用时间域环路滤波器,实现了极小的芯片面积(0.0049mm²)和低抖动性能(抖动FOM为-236.2dB),解决了传统环形振荡器PLL面积大、相位噪声差的问题。
采用子采样技术结合环形振荡器,大幅降低面积并保持低抖动
引入时间域环路滤波器替代传统模拟环路滤波器,进一步减小面积并改善噪声性能
ISSCC 2017Session 19Clocking & PLLs65nm CMOS
Ahmed Hussein, Sriharsha Vasadi, Mazen Soliman, Jeyanandh Paramesh
该论文提出了一款工作在50-66GHz的全数字分数N锁相环,采用65nm CMOS工艺,解决了毫米波合成器中数字PLL因DCO调谐分辨率有限和TDC相位数字化难题而难以应用的问题。通过新型架构设计,实现了220fs rms的低抖动性能。
采用全数字架构实现毫米波频段分数N合成,避免了传统模拟PLL的复杂性和整数N限制。
优化DCO-TDC接口,降低了功率消耗和面积开销,同时抑制了带内相位噪声。
ISSCC 2017Session 19Clocking & PLLs
Seyeon Yoo, Seojin Choi, Juyeop Kim, Heein Yoon, Yongsun Lee, Jaehyouk Choi
本文提出了一种用于5G收发器的29GHz注入锁定倍频器,通过级联GHz PLL实现超低相位噪声,并具有PVT鲁棒性。该倍频器在1kHz至100MHz带宽内集成相位噪声为-39dBc,功耗仅600μW,解决了毫米波频段低功耗、低噪声本振信号生成的挑战。
提出了一种PVT鲁棒的注入锁定倍频器架构,在宽频率范围内保持低相位噪声性能。
实现了极低功耗(600μW)的29GHz倍频器,同时达到-39dBc的集成相位噪声,适合5G移动设备。
ISSCC 2017Session 19Clocking & PLLs
Radiating Element with 14dBm EIRP, -99.3dBc/Hz, Phase-Noise at 1MHz Offset and 3.7% Peak Efficiency
该论文提出了一种114GHz圆极化辐射单元,通过基频振荡器直接产生圆极化信号,避免了传统功率合成方法中的损耗和功耗问题。实现了14dBm EIRP、-99.3dBc/Hz@1MHz偏移的相位噪声,为毫米波/太赫兹成像和传感应用提供了高效低噪声的解决方案。
采用基频振荡器直接产生圆极化信号,无需额外的功率合成网络,降低了损耗和功耗。
在114GHz实现了高EIRP和低相位噪声的圆极化辐射,性能优于现有硅基方案。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs
Ahmad Mirzaei, Mohyee Mikhemar, Hooman Darabi
该论文提出了一种用于直接变频发射机的牵引缓解技术,解决了功率放大器通过电磁或电容耦合干扰本地振荡器的问题,从而改善发射机EVM和频谱掩模。
提出一种新的电路技术来抑制PA对VCO的牵引效应,无需依赖耗时且不可预测的布局优化。
通过主动补偿或隔离机制,减少耦合路径对振荡器频谱的污染。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs
Keping Wang1, Jabeom Koo1, Richard Ruby2, Brian Otis1
该论文提出了一种无锁相环(PLL)的通道化2.4GHz ZigBee接收机,利用温度补偿的FBAR谐振器作为固定本振,实现了1.8mW的超低功耗。通过自偏置共模反馈和改进的LNA电路,解决了低电压下的差分信号失衡问题。
采用温度补偿FBAR谐振器替代传统PLL,实现固定本振,大幅降低功耗和面积。
提出通道化接收机架构,结合低功耗设计技术(如中等反型偏置),使总功耗仅1.8mW。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs
Luca Fanori1,2, Thomas Mattsson3, Pietro Andreani1,3
该论文提出了一种工作在2.4至5.3GHz的双核CMOS压控振荡器(VCO),采用同心8字形线圈结构,旨在实现低相位噪声、中等功耗和超过一个倍频程的宽调谐范围,满足蜂窝通信对高性能VCO的需求。通过双核耦合和创新的线圈布局,有效提升了相位噪声和调谐范围。
采用同心8字形线圈布局,相比传统螺旋电感,具有更好的品质因数和更低的电磁耦合,有利于降低相位噪声。
提出双核VCO结构,通过两个VCO内核的耦合进一步增强相位噪声性能,同时保持较宽的调谐范围。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs
Mazhareddin Taghivand1,2, Kamal Aggarwal1, Ada S. Y. Poon1
本文提出了一种3.24至8.45GHz的低相位噪声模式切换振荡器,用于蜂窝通信中的宽频带覆盖。通过模式切换技术扩展VCO频率范围,并利用分频2产生I/Q信号,满足不同标准的相位噪声要求。
采用模式切换技术实现宽调谐范围(3.24-8.45GHz),同时保持低相位噪声。
通过频率分频2产生正交I/Q信号,避免带外干扰,提高共存性能。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs40nm CMOS
Viki Szortyka1,2, Qixian Shi1,2, Kuba Raczkowski1, Bertrand Parvais1,
本文提出了一种采用子采样相位检测器(SSPD)的60GHz锁相环(PLL),在40nm CMOS工艺下实现了低相位噪声和低功耗。该PLL通过超谐波无源耦合的QVCO在0.9V电源下获得大摆幅和低相位噪声,同时利用SSPD降低带内相位噪声并允许关闭大部分分频链和电荷泵以节省功耗。
采用子采样相位检测器(SSPD)降低带内相位噪声,并允许关闭大部分分频链和电荷泵以降低功耗。
使用超谐波无源耦合的QVCO,在0.9V低电源电压下实现大摆幅和低相位噪声。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs55nm CMOS
Taegeun Yoo1, Yun-Hwan Jung1, Hong Chang Yeoh1,2, Yong Sin Kim1,
该论文提出了一种2GHz、130mW的直接数字频率合成器,采用非线性DAC和55nm CMOS工艺,解决了传统DDFS中复杂度和功耗高的问题。通过创新的分段非线性DAC结构,实现了宽带宽、细频率分辨率和快速跳频特性。
提出了一种分段非线性DAC结构,无需额外粗相位信息,简化了幅度解码器。
避免了传统四分之一正弦波技术中MSB移位DAC导致的频谱纯度下降问题。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs
Po-Chun Huang, Wei-Sung Chang, Tai-Cheng Lee
该论文提出了一种基于数字脉冲宽度调制器(DPWM)的无分频器分数N锁相环,解决了传统无分频器PLL只能工作在整数N模式的问题。通过调制参考信号的脉冲宽度,实现了2.3GHz的分数N频率合成,并达到了-112dBc/Hz的带内相位噪声。
首次提出使用数字脉冲宽度调制器(DPWM)实现无分频器PLL的分数N操作,突破了只能整数N的限制。
在2.3GHz载波频率下实现-112dBc/Hz的极低带内相位噪声,性能优于传统架构。
ISSCC 2014Session 21Clocking & PLLs
Giovanni Marucci, Andrea Fenaroli, Giovanni Marzin,
该论文提出了一种基于MDLL的分数-N频率合成器,采用1位TDC技术,在1.7GHz输出频率下实现了1.4ps RMS积分抖动和3mW功耗,解决了电感式频率合成器在噪声和功耗方面的挑战。
采用1位TDC代替传统多比特TDC,降低了功耗和复杂度,同时通过MDLL架构保持低抖动性能。
实现了分数-N频率合成,结合MDLL的周期性边缘刷新机制,有效抑制了相位噪声和杂散。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs
Tsung-Kai Kao1, Che-Fu Liang1, Hsien-Hsiang Chiu1, Michael Ashburn2
该论文提出了一种采用频谱整形分段技术的宽带分数N环形PLL,用于抑制分数杂散。通过改进相位插值器中的增益误差和非线性问题,实现了宽带宽和低杂散性能。
提出频谱整形分段技术,有效抑制分数N PLL中的分数杂散。
在环形振荡器架构下实现宽带分数N PLL,同时保持较低的杂散水平。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs
I-Ting Lee1, Yen-Jen Chen2, Shen-Iuan Liu1, Chewn-Pu Jou2,
本文提出了一种无分频器的次谐波注入锁定PLL,通过自调整注入时序克服了工艺、电压和温度变化对注入时序的敏感性,同时降低了功耗。
采用无分频器结构,消除了分频器的功耗,提高了能效。
引入自调整注入时序机制,自动补偿PVT变化,保证注入锁定稳定性。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs28nm CMOS
Kanupriya Bhardwaj1, Sriram Narayan2, Sergey Shumarayev3, Thomas Lee1
该论文提出了一种低功耗(3.1mW)的相位可调正交时钟生成方法,无需频率转换即可从两相时钟产生正交相位,适用于CEI 28G短距离CDR。解决了传统分频器或耦合LC-VCO方法在25Gb/s以上多通道实现中功耗和面积大的问题。
提出一种无需频率转换的相位可调正交生成方法,直接从两相时钟生成正交时钟,降低功耗和面积开销。
适用于半速率CDR架构,可用于嵌入式时钟和转发时钟系统,支持多通道实现。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs
Ji-Hwan Seol1, Young-Ju Kim1, Sang-Hye Chung1, Kyoung-Soo Ha2,
提出一种采用双反馈环路和正交注入方案的注入锁定振荡器(ILO)的转发时钟接收机,实现了8Gb/s数据率和0.65mW/Gb/s的功耗效率,解决了低功耗和高带宽下时钟恢复的挑战。
采用双反馈环路结构,结合频率锁定和相位锁定,提高了ILO的抖动跟踪带宽和稳定性
提出正交注入方案,利用正交相位注入增强注入锁定效率,降低功耗
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs
Marcel Kossel, Thomas Toifl, Pier Andrea Francese, Matthias Brändli,
本文设计了一个基于Tomlinson-Harashima预编码(THP)的8Gb/s发送器,支持NRZ和PAM-4两种调制格式,采用8抽头、6位量化,能效为1.5mW/Gb/s。该发送器针对未来内存链路应用,通过预编码技术有效消除符号间干扰(ISI),降低了接收端均衡复杂度。
首次在发送器中集成Tomlinson-Harashima预编码,同时支持NRZ和PAM-4调制,实现8个抽头、6位量化。
通过优化的电路架构实现了1.5mW/Gb/s的低功耗,适用于未来的高带宽内存接口。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs
Ken’ichiro Hijioka, Masaharu Matsudaira, Koichi Yamaguchi, Masayuki Mizuno
本文提出一种基于封装内耦合器的5.5Gb/s、5mm距离无接触接口,并集成50Mb/s双向子通道,采用共模OOK信令。该接口旨在替代传统线束和连接器,提供抗机械故障、防水/化学品隔离及低成本等优势,同时避免传统无线电技术在短距离通信中的功率效率问题。
提出一种共模OOK信令方案,在无接触耦合器上同时实现高速主通道和低速双向子通道,无需额外功耗或面积。
采用封装内耦合器设计,实现5mm距离的5.5Gb/s数据传输,同时支持50Mb/s双向通信,兼顾高速与低功耗。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs28nm CMOS
John W. Poulton1, William J. Dally2, Xi Chen2, John G. Eyles1,
该论文提出了一种用于先进封装的短距离串行链路,采用接地参考单端信号传输,在28nm CMOS工艺下实现了20Gb/s的数据率和0.54pJ/b的能效。接收器使用共栅放大器与CMOS反相器级联,实现低摆幅信号到全摆幅CMOS电平的转换和放大。
提出接地参考单端(Ground-Referenced Single-Ended)信号方案,相比差分信号降低功耗和布线复杂度。
接收器采用共栅放大器作为第一级,增益约2,同时完成电平转换;第二级采用CMOS反相器,增益约5,直接驱动常规逻辑。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs32nm CMOS
Mozhgan Mansuri1, James E. Jaussi1, Joseph T. Kennedy1,
该论文提出了一种可扩展的64通道并行I/O系统,在32nm CMOS工艺下实现了0.128至1Tb/s的聚合带宽和0.8至2.6pJ/b的能效,解决了高性能计算系统中对高带宽、低功耗和低成本I/O的需求。
开发了高密度连接器,支持64通道并行传输,实现每端口高达1Tb/s的聚合带宽。
通过低功耗电路设计和优化,实现了0.8至2.6pJ/b的能效范围,显著降低了I/O功耗。
ISSCC 2013Session 23Clocking & PLLs45nm CMOS SOI
Yong Liu1, Ping-Hsuan Hsieh*, Seongwon Kim1, Jae-sun Seo1,
该论文提出了一种用于片内信号传输的电荷回收堆叠低功耗I/O接口,工作在5至10Gb/s速率下,能效达到0.1pJ/b。通过电荷回收技术和堆叠结构显著降低了功耗,解决了高速片内互连的能耗问题。
采用电荷回收堆叠技术,通过复用电源电压降低动态功耗。
引入弱上拉晶体管和尾晶体管等电路改进,提升接收器稳定性和减少短路电流。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs
Zhangwen Tang1, Xiongxiong Wan1,2, Minggui Wang1,2, Jie Liu1
本文提出了一种覆盖50至930MHz的正交输出分数N频率合成器,采用770至1860MHz的单电感LC-VCO,用于数字电视调谐器。解决了宽频带本地振荡器生成的问题,支持多种DTV标准。
采用单电感LC-VCO实现宽频率范围(770-1860MHz),通过分频产生50-930MHz正交输出。
分数N架构结合宽频带VCO,满足多标准DTV调谐器的频率覆盖需求。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs
Roberto Nonis, Werner Grollitsch, Thomas Santa, Dmytro Cherniak, Nicola Da Dalt
提出一种采用多输出Bang-Bang鉴相器和基于相位插值的分数分频器的数字锁相环,解决了传统Bang-Bang PLL仅能整数N操作的限制,实现了2.4psrms的低抖动性能。
提出多输出Bang-Bang鉴相器架构,在不增加复杂度下提升相位检测精度。
利用相位插值器实现分数N分频,使Bang-Bang PLL具备分数N能力。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs65nm CMOS
Xiang Yi, Chirn Chye Boon, Hang Liu, Jia Fu Lin, Jian Cheng Ong, Wei Meng Lim
该论文提出了一种基于同相注入耦合正交VCO(QVCO)的57.9-68.3GHz频率合成器,采用65nm CMOS工艺,功耗仅24.6mW。解决了毫米波频段正交LO信号生成困难、传统方法功耗高或难以实现的问题。
提出同相注入耦合QVCO结构,在毫米波频段实现低功耗、宽调谐范围的正交信号生成。
通过注入锁定技术改善相位噪声和正交精度,无需额外分频器或RC滤波器。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs65nm CMOS
Wanghua Wu1, Xuefei Bai1,2, Robert Bogdan Staszewski1, John R. Long1
该论文提出了一种基于60GHz全数字分数-N锁相环(ADPLL)的毫米波数字发射机,解决了60GHz下MOS变容管Q值低导致DCO性能差的问题。通过两点调频实现宽带调制,并支持高度可重构性,适用于低成本、高集成度的射频与基带电路集成。
提出了一种60GHz全数字分数-N锁相环架构,克服了毫米波频段DCO品质因数低的挑战。
采用两点调频(two-point FM)技术,实现了宽带频率调制,支持高数据率传输。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs32nm CMOS
Enrico Mammei1, Enrico Monaco2, Andrea Mazzanti1, Francesco Svelto1
本文提出一种采用电感分裂技术扩展调谐范围的32nm CMOS VCO,工作频率33.6-46.2GHz,实现了177.5dBc/Hz的最小噪声FOM,解决了毫米波频段超宽调谐与低相位噪声的挑战。
提出电感分裂(inductor splitting)技术,通过分裂电感实现调谐范围扩展,避免传统变容管调谐的Q值退化。
在32nm CMOS工艺中实现了33.6-46.2GHz的宽调谐范围,同时保持低相位噪声,FOM达177.5dBc/Hz。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs65nm CMOS
Masoud Babaie1,2, Robert Bogdan Staszewski1
该论文提出一种三次谐波注入技术,应用于65nm CMOS工艺的Class-F振荡器,实现了5.87-7.56GHz的频率范围并达到192dBc/Hz的优异FOM值,有效降低了相位噪声。
提出三次谐波注入技术,通过增强三次谐波电压分量,使振荡器工作在Class-F模式,降低ISF rms值从而改善相位噪声。
利用低Q因数和强注入电流实现宽锁定范围,推动三次谐波振荡达到准方波波形,提升效率和谐波含量。