[发明专利]一种NRZ编码电路、编码器及高速接口电路

说明书

本发明公开了一种NRZ编码电路及应用该编码电路的高速接口电路，涉及半导体集成电路领域，所述NRZ编码电路包括并行转串行电路、时钟倍频电路和输出整形电路，并行转串行电路用于根据参考时钟CLK将两路同步的并行数据转换成一串行数据；时钟倍频电路用于根据参考时钟CLK得到速率倍增的倍频时钟信号；输出整形电路用于在倍频时钟信号下将所述串行数据整形为数字信号后进行输出，得到NRZ编码信号。本发明提供的NRZ编码电路，可以在并行转串行接口电路中实现NRZ速率倍增，对于PAM4信号和NRZ信号，同时实现了相同的最大调制速率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种NRZ编码电路、编码器及高速接口电路。

背景技术

目前，4G通讯、4K视频、电子商务、云业务等宽带业务已深深融入到社会生活之中，其已催生了高速电芯片、射频电芯片、高速光器件芯片、高速光模块、高速终端设备等技术的成熟和大规模应用。但随着5G通讯、8K视频、虚拟现实(Virtual Reality，VR)、人工智能(Artificial Intelligence，AI)、高速云计算、物联网、智慧城市等超宽带业务的不断兴起，将促使运营商、服务商、设备供应商等进一步升级其网络、终端等设备，以满足超宽带、超大容量、低延时等业务需求。这些升级的内容具体包括：将目前的4G无线通信网络设备升级成支持5G无线通信业务的网络设备、将100G以太网设备升级成200G/400G以太网设备等。

当对上述设备进行升级之后，电信号速率也会大幅度提升，因PCB板材材料、光器件封装、光组件和PCB连接器等各方面的带宽能力限制，比如：现有的PCB板材可支持的最高带宽仅约为25GHz，无法支持50GHZ的带宽，导致超高速信号在PCB板材等材料上的传输损耗很大、传输距离非常有限，所以需针对超高速信号传输研发相应的转换电路，尤其是并行转串行和串行转并行的接口电路。

当传输距离长时，利用串行转并行的接口电路先将超高速信号转换成多路并行的中低速信号，解决传输距离问题；当传输信号到达目标器件时，再利用并行转串行接口电路将多路并行信号恢复成超高速信号，提供给目标器件，因此，使得并行转串行的接口电路显得尤为重要。

然而，现有技术中的并行转串行的接口电路虽然可以同时支持脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation，PAM4)信号传输和不归零码(Not Return to Zero，NRZ)信号传输，但是其支持的NRZ信号最大调制速率仅为PAM4信号的一半，例如，在支持25GBaud/sPAM4的接口电路中，25GBaud/s对应的信号比特率是50Gbps，该接口电路能够支持的NRZ信号的最大调制速率为25Gbps，而无法达到传输50Gbps NRZ信号的要求，从而导致其应用范围非常有限，无法满足50G及更高速率的接口电路和传输系统(如50G PON系统)的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种NRZ编码电路，可以在并行转串行接口电路中实现NRZ速率倍增，将NRZ信号传输速率提升一倍，也即，对于PAM4信号和NRZ信号，同时实现了相同的最大调制速率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种NRZ编码电路，包括：

并行转串行电路，其用于根据参考时钟将两路同步的并行数据转换成一串行数据；

时钟倍频电路，其用于根据参考时钟得到速率倍增的倍频时钟信号；

输出整形电路，其用于在倍频时钟信号下将所述串行数据整形为数字信号后进行输出，得到速率倍增的NRZ编码信号。

在上述技术方案的基础上，所述并行转串行电路包括两个并联设置的第一支路和第二支路；

所述第一支路包括依次串联的缓冲与整形电路1和传输门M1，所述第一支路的输入端连接其中一路同步的并行数据；