低压差分信号接口系统的设计

摘要

近年来，为适应信息技术的发展，高速处理器、多媒体、虚拟现实和网络技术要求信号的带宽越来越大，多信道应用日益普及，所需传送的数据量越来越大，速度越来越快；此外，随着电子产品向便携式发展，低功耗也成为一个突出的要求。目前存在的点对点物理层接口如RS-422、RS-485、SCSI以及其它数据传输标准在速度、噪声、EMI、功耗、成本等方面所固有的限制越来越难以胜任此任务，采用新的技术解决I/O接口问题成为必然趋势。 低电压差分信号(LVDS，Low Voltage Differential Signaling)传输技术的出现为解决数据传输瓶颈问题提供了可能。LVDS信号摆幅低，故能提高传输速度、减小功耗；LVDS以差分形式传输信号，故具有低噪声和低电磁干扰等优点。 基于HJTC 0.35μm CMOS数模混合工艺，研究工作主要包括LVDS的系统结构、LVDS基本模路的实现和LVDS接口系统仿真。系统结构部分主要讲述LVDS标准和技术参数、基本工作原理、体系结构及系统的设计，根据系统结构将LVDS传送电路分为五大模块：带隙基准、锁相环、8位串行化器、传送器和接收器。 设计完上述的模块后对LVDS接口系统和MOS管尺寸进行优化，并在输入信号速率为1.0Gbps情况下应用HJTC0.35um CMOS混合信号工艺在Cadence Spectre环境中对系统进行仿真，结果表明系统各项技术参数完全符合LVDS标准。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 LVDS简介

1.2论文研究背景

1.3论文研究目的内容及安排

第二章设计流程工艺选择和LVDS的系统设计

2.1集成电路设计分类和流程

2.1.1集成电路设计分类

2.1.2集成电路的设计流程

2.2集成电路工艺选择

2.3 CMOS工艺的MOS管模型及参数计算

2.4设计环境和工具

2.5 LVDS接口芯片的系统设计

第三章带隙基准和辅助电路的实现

3.1运算放大器的设计

3.1.1运放原理分析

3.1.2带密勒补偿的两级运放的设计和参数的确定

3.2带隙基准电路的实现

3.2.1带隙基准电路的原理

3.2.2带隙基准电路的设计与仿真

3.3 CMOS反相驱动电路设计

3.3.1 CMOS反相电路原理分析与性能优化

3.3.2 CMOS最小时延反相驱动器设计

第四章锁相环电路的实现

4.1锁相环的工作原理与系统结构

4.2锁相环的设计与验证

4.2.1鉴频/鉴相器的设计与仿真

4.2.2电荷泵的设计与仿真

4.2.3环路滤波器的设计与仿真

4.2.4压控振荡器的设计与仿真

4.2.5缓冲器的设计与仿真

4.2.6电压调整器的设计与仿真

4.3锁相环的系统仿真

第五章并串转换系统的实现

5.1现有并串转换电路结构及性能比较

5.2多路复用结构并串转换电路系统设计与仿真

5.2.1多路复用器的设计和仿真

5.2.2前置放大缓冲器的设计和仿真

第六章LVDS驱动器电路的实现

6.1 LVDS驱动器的基本工作原理及主要参数

6.2现有LVDS驱动器的实现方式和存在的问题

6.2.1现有LVDS驱动器的实现方式

6.2.2现有LVDS驱动器存在的问题

6.3带共模反馈的LVDS接口驱动器的设计

6.4 LVDS接口驱动器的仿真

第七章LVDS接收系统的实现

7.1 LVDS接收器原理与设计

7.2 LVDS接收系统输入级电路设计

7.3 LVDS接收系统的仿真

7.4 LVDS接收系统的失效保护

第八章系统仿真总结和展望

8.1 LVDS接口系统仿真和总结

8.2进一步的工作和展望

参考文献

致 谢

附录