JSSC 2020第8期RF & Wireless65nmCDREqualizer

A 12-Gbs 10-ns Turn-On Time Rapid ONOFF Baud-Rate DFE Receiver in 65-nm CMOS

一款65nm CMOS工艺的12Gbps快速启停接收器，支持10ns启动时间

12 Gb/s, BER < 10^-12, >30-MHz JTOL corner, 377 fs rms jitter, 3.8-pJ/bit

快速启停波特率决策反馈均衡器时钟数据恢复CMOS

▸创新点1：快速启停(ROO)操作（系统创新） - 该接收器实现了10纳秒的超快启动时间（约120个UI），通过动态调整DCO频率在每次上电时快速锁定时钟相位，显著提升了链路利用率下的功耗效率，支持3.8-pJ/bit的能效。

▸创新点2：新型波特率时钟数据恢复(CDR)（方法创新） - 提出了一种适用于解环DFE的时序函数，通过相位扫描技术实现快速时钟恢复，在12 Gb/s速率下达到377 fs rms的时钟抖动，同时支持>30-MHz的JTOL容限。

▸创新点3：解环决策反馈均衡器(DFE)（电路创新） - 采用三抽头DFE结构结合CTLE，可补偿高达20 dB的奈奎斯特频率信道损耗，解决了传统DFE环路延迟问题，实现了无迭代延迟的高速均衡。

▸创新点4：DCO频率偏移快速锁定技术（电路创新） - 在电源启动时主动偏移DCO频率以加速相位对齐，将传统CDR的锁定时间从微秒级缩短至纳秒级，为ROO操作提供了关键支持。

Abstract

R a p i dON /OFF (ROO) operation helps scale power in accordance with link utilization. In this article, we present a baud-rate ROO receiver that can turn on in just 10 ns ( ∼120 UI). Baud-rate clock and data recovery (CDR) is implemented using a new timing function that is amenable to operation with a loop un-rolled decision feedback equalizer (DFE). The receiver is turned on rapidly by sweeping the recovered clock phase across the received data bit by offsetting the digitally controlled oscill