基于8b/10b编码技术的SerDes接口电路设计

摘要

SerDes是英文 Serializer(串行器)/Deserializer(解串器)的简称，它是一种用于实现中远距离高速通信的接口器件。SerDes接口常被选作PCI-Express、千兆以太网和光纤通信等通信协议的物理层实现方案，广泛地用于芯片之间、板卡之间和设备之间的高速互联。
　　本文首先介绍了4种 SerDes的基本原理和应用领域，然后在分析了8b/10b SerDes的一般结构、功能模式和常用的性能参数指标的基础上，提出采用自顶向下的设计方法实现一个8b/10b SerDes接口电路。即首先定义系统的架构、端口、功能模式和技术指标，然后将整个电路划分成若干子模块，确定各子模块的指标参数和实现技术，最后将各子模块电路进行整合，仿真验证整个8b/10b SerDes接口电路的功能。
　　本文的第四章介绍了8b/10b SerDes中数字模块的设计和验证，这些数字模块包括：8b/10b编解码器、Comma检测器和串并/并串转换电路。8b/10b编解码器、Comma检测器电路的工作频率较低，可采用半定制的设计方法来进行设计验证，即首先分析8b/10b编解码的原理和Comma检测的原理，总结Comma检测器可能出现错误的情况，进行编解码器电路和Comma检测器的RTL级电路设计，然后使用仿真工具Modelsim验证设计功能。仿真结果表明8b/10b编解码器、Comma检测器的功能正确，符合设计要求。串并/并串转换电路采用全定制的设计方法进行电路的设计验证。使用仿真工具Hspice对电路进行仿真，仿真结果表明该电路性能达到设计要求。
　　论文最后利用逻辑综合工具 Design Compiler，实现了8b/10b编解码器和Comma检测器的电路。并搭建基于Hsim和NC-Verilog的数模混合仿真平台，通过数模混合仿真完成对全芯片功能的验证，结果表明，本文设计的SerDes芯片的关断模式、单工工作模式、双工工作模式和测试模式功能正确。双工工作模式的功耗为330mW，当传输数据率为2.5Gbps时，误码率小于10-12。

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第一章 绪论

1.1 本课题的背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文的主要工作及目标

第二章 SerDes技术简介

2.1 SerDes接口的架构分析及应用

2.2 8b/10b SerDes接口简介

2.3 小结

第三章 8b/10b SerDes接口设计

3.1 8b/10b SerDes结构设计

3.2 8b/10b SerDes实现技术

3.3 小结

第四章 8b/10b SerDes数字模块设计

4.1 编码器设计

4.2 Comma检测器设计

4.3 解码器设计

4.5 高速串并、并串转换器设计

4.6 小结

第五章 数字模块逻辑综合与数模混合仿真验证

5.1 数字模块逻辑综合

5.2 全芯片数模混仿验证

5.3 小结

第六章 结论和展望

致谢

参考文献

作者简历及攻硕期间取得的成果