LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）设计及应用

摘要

低电压差分信号(LVDS)高速I/O 接口单元当前CMOS电路设计中的重要研究课题。它在减小CMOS芯片内外速度差异、实现高速数据传输方面具有独特的优势和作用。本文重点研究LVDS高速I/O接口单元的设计技术，完成一种基于中芯国际0.13um CMOS工艺的622Mbps LNDS驱动器的设计。 论文首先介绍了LNDS接口的基本原理和电特性，通过与其他接口技术进行对比，分析了LVDS接口在高速数据传输应用方面的优势，结合实例给出了lVDS接口电路的设计原则。论文着重分析了几种LNDS I/O接口单元的基本电路结构及其工作原理，给出了用HSPICE工具进行模拟验证的结果。基于中芯国际0.13um CMOS工艺，完成了中芯国际LNDS系列产品中622Mbps LVDS驱动器的设计，实现了从电路设计、仿真、版图、后仿真优化、一直到最后的流片等整套INDS产品的开发过程。设计过程参照国际通用标准，保证了产品的通用性。

目录

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声明

第一章绪论

1.1 LVDS的概念

1.2 LVDS技术的特点

1.3 LVDS的发展及现状

1.4 LVDS的典型结构

1.5本文主要工作

第二章I/O工作原理及特性

2.1 I/O工作原理

2.1.1通用I/O工作原理

2.1.2 ESD保护

2.2通常I/O的性能指标

第三章LVDS驱动电路设计

3.1 LVDS驱动器的原理和性能指标

3.2差分信号抗噪特性

3.3 0.13微米622M LVDS驱动器的设计

3.3.1 LVDS 622M驱动器电路设计

3.3.2 LVDS 622M驱动器电路理想网表仿真

3.3.3 LVDS 622M驱动器版图

3.3.4 LVDS 622M驱动器后提取网表仿真

3.3.5 LVDS 622M驱动器功能和ESD测试

3.4小结

第四章LVDS偏置单元

4.1简单的偏置单元

4.2 LVDS 622M驱动器所用到的偏置单元

4.2.1与温度无关的基准

4.2.2负温度系数电压

4.2.3正温度系数电压

4.2.4本设计用到的带隙基准原理

4.3带隙基准温度仿真结果

4.4关于失调电压Vos的改善措施

第五章LVDS的应用

5.1 LVDS接收器的原理与性能指标

5.2基本LVDS驱动器于接收器的连接

5.3 LVDS驱动器与LVDS接收器其他连接方式

5.4 LVDS在平板显示器中的应用

5.5 LVDS的未来趋势

第六章结束语

附录

致谢

参考文献

研究成果