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JSSC 2015第2期RF & Wireless40nm

A 40 nm CMOS 195 mW55 mW Dual-Path Receiver AFE for Multi-Standard 85115 Gbs Ser

本文提出了一种用于8.5-11.5 Gb/s多标准应用的功耗和面积高效的双路径接收器模拟前端设计。
40nm CMOS, 195 mW (ADC路径), 55 mW (切片路径), 0.82 mm²
双路径接收器模拟前端ADC连续时间线性均衡器多标准应用
创新点1:双路径接收器设计(系统创新)。该设计采用ADC路径和slicer路径双通道架构,可同时支持多标准(8.5-11.5 Gb/s)应用,ADC路径针对高损耗背板信道(如10GBASE-KR)优化,slicer路径针对短距应用(如10GBASE-SR)优化,实现了灵活性和能效的平衡。
创新点2:低功耗6位10 Gs/s ADC(电路创新)。采用4X时间交织校正闪存ADC结构,通过数字校准技术补偿交织通道的偏移、增益和相位失配,在10.3125 GHz时钟速率下实现0.59 pJ/转换步的优异FoM,功耗仅195mW。
创新点3:连续时间线性均衡器(CTLE)设计(电路创新)。在高线性PGA后级联CTLE,为slicer路径提供5GHz奈奎斯特频率下10dB的总均衡能力,实测输入灵敏度达30mVppd,高频抖动容限0.35UIpp,显著超越标准要求。
创新点4:混合信号校准技术(方法创新)。针对ADC路径开发了数字后台校准算法,可补偿34dB插入损耗(5GHz时),在动态信道下仍保持6dB以上余量,显著提升10GBASE-LRM等标准的适应性。
Abstract
This paper presents the design of a power- and area-ef ficient, high-performance dua l-path receiver analog front-end (AFE) for wide multistandard applications of 8.5–11.5 Gb/s, such as 10GBASE-LRM, 10GBASE-KR, 10GBASE-CX1, and 10GBASE-LR/SR. A common pro- grammable gain ampli fier (PGA) with programmable peaking is followed by ADC-based and slicer-based paths. The ADC-based path employs a low-power, 6-bit 10 Gs/s, 4X time-interleaved, low BER recti fied flash 10 Gs/s ADC that is digitally calibrate