Abstract
This paper presents a multi-channel transceiver that achieves a data rate of 3.125Gb/s/ch. The LVDS is used because of its noise immunity and low power consumption. And a pre-emphasis circuit is also proposed to increase the transmitter speed. On the receiver side, a low-power CDR(clock and data recovery) using 1/4-rate clock based on dual-interpolator is proposed. The CDR generates needed additional clocks in each recovery part internally using only inverters. Therefore each part can be supplied with the same number of 1/4-rate clocks from a clock generator as in 1/2-rate clock method. Thus, the reduction of a clock frequency relaxes the speed limitation and lowers power dissipation. The prototype chip is comprised of two channels and was fabricated in a $0.18{\mu}m$ standard CMOS process. The output jitter of transmitter is loops, peak-to-peak(0.31UI) and the measured recovered clock jitter is 47.33ps, peak-to-peak which is equivalent to 3.7% of a clock period. The area of the chip is $3.5mm^2$ and the power consumption is about 119mW/ch.
본 논문은 채널당 3.125Gb/s의 전송률을 갖는 다채널 송수신기의 설계를 다룬다 신호 전송 방식은 노이즈에 강하고 전력 소모가 작은 LVDS 구동 회로를 이용하였으며, 제안한 프리-엠퍼시스 회로를 사용하여 송신기의 속도를 향상시켰다. 수신기의 경우, 이중 보간 방식을 기반으로 1/4-rate 클록을 이용하는 저전력 CDR(clock and data recovery)을 제안하였다. 제안한 CDR은 1/2-rate 클록 방식과 동일한 공급 클록 수를 유지하면서 각각의 복원부에서 추가로 필요한 클록을 플립플롭을 이용하지 않고 인버터만으로 생성한다. 이로써 클록 생성기의 주파수를 낮추어 고속 전송을 가능케 하였으며, 공급 클록의 수를 증가시키지 않고 1/4-rate 주파수의 클록을 이용함으로써 CDR을 저전력화하였다. 테스트용 칩은 2개의 채널로 구성되어 있으며 $0.18{\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 측정 결과 송신기의 출력 데이터 지터는 100ps(0.3lUI)이며 수신기의 복원 클록의 지터는 47.33ps로 이는 클록 주기의 약 3.7%에 해당한다. 전체 칩의 면적은 $3.5mm^2$이며 전력 소모는 채널당 119mW이다.
