双通道2Gbps MIPID-PHY数据接收器研究与设计

摘要

一个移动设备内部诸多的芯片有着繁杂的接口，诸如智能移动设备内部的摄像头接口、显示屏接口、电池接口、射频-基带接口等，MIPI（Mobile Industry Processor Interface，MIPI）是 MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准，用于提升应用处理器接口的一致性，促进移动设备的重复使用和兼容性。
　　作为AM-OLED显示屏设备驱动芯片的子项目，本文介绍了MIPI D-PHY的基本概念，介绍了串行接收器中高速与低功耗模块的电学特性与本设计基本架构。在高速模式下，介绍了传统的各项带宽扩展技术的优缺点，基于本设计的高速、功耗低、占用面积小的应用要求，提出了新型的有源电感设计，完整介绍了串行接收器中高带宽的放大器的设计方法，相对于普通设计大大提高了放大器带宽，完成了双通道2Gbps的数据传输速率的设计与仿真。同时自主设计了低功耗模式下的发射器，接收器以及冲突检测电路。发射器满足了对不同负载电容下对摆率的要求。而低功耗接收器与冲突检测电路，充分利用两者对于毛刺的过滤和射频干扰抑制的相同的特性，以及区分两者对于翻转电压有着严格的不同要求的特点，用基于迟滞比较器的电路结构，并加以改进，实现各项应用要求。
　　本设计采用了90 nm CMOS工艺，完成了D-PHY模拟部分的电路设计与仿真，版图绘制与后仿，最后流片并进行了第一版的芯片测试。在低功耗模式下，发射器接收器以及冲突检测电路的前仿、后仿以及测试均得到了满足D-PHY标准的仿真与测试结果。而在高速模式下，前仿、后仿均实现了设计要求的双通道2Gbps的数据传输，测试中双通道数据传输速率达到1.04 Gbps。文章提出了测试结果低于标准的原因分析与改进方法。

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第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文内容安排

第二章 MIPI-DPHY结构设计

2.1 MIPI-DPHY的基本概念

2.2 D-PHY各模块电学特性介绍

2.3 D-PHY结构设计方案

2.4 本章小结

第三章 高速接收器电路与分析设计

3.1 带宽扩展技术分析

3.2 高带宽放大器设计

3.3 本章小结

第四章 MIPI D-PHY低功耗模块设计

4.1 LP-TX电路分析与设计

4.2 LP-RX电路分析与设计

4.3 LP-CD电路分析与设计

4.4 本章小结

第五章 版图设计与芯片测试

5.1 版图的基本概念

5.2 版图设计基本流程

5.3 版图设计注意点

5.4 版图设计与后仿

5.5 芯片测试

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

硕士期间取得的研究成果