[发明专利]一种应用于400G PAM4 CDR的时钟相位编程技术

说明书

本发明提供了一种应用于400G PAM4CDR的时钟相位编程技术，所述相位编程技术包括lc‑tank电路和幅度控制电路；lc‑tank电路包括电感，可编程电容，差分输入对管和尾电流管；幅度控制电路包括幅度监测电路，幅度阈值设置电路，幅度比较器和限幅器；lc‑tank电路用于产生与输入端同频的各种相位的时钟，幅度控制电路用于控制lc‑tank电路的输出信号的幅度，确保在不同相位下，lc‑tank电路的输出幅度都相同；本发明所提出的400G PAM4CDR时钟相位编程技术相比业界广泛采用的PI技术，仅需要一个时钟信号，可以直接使用lc‑vco输出时钟，降低了对lc‑vco的要求；该技术所需要的电路结构简单，功耗低，并能够降低高频时钟相位编程技术对工艺的要求，非常适合在超高速集成电路中使用。

技术领域

本发明涉及光电集成电路设计技术领域，具体为一种应用于400G PAM4CDR的时钟相位编程技术。

背景技术

光通讯技术是一种高效的信号传输技术，是目前高速信号传输的主要技术；随着信息技术的发展，对数据传输速率要求也越来越高，特别是大数据，区块链，云计算，物联网，人工智能和5G的兴起，数据流量迅猛增长，对光通讯技术也提出了更高的要求；目前使用的NRZ模式的数据率受限于现有集成电路工艺，传输数据速率很难有大的提高，而PAM4技术是一种更高效的调制技术，能够很好的在现有工艺水平上，解决数据速率提高问题；PAM4技术不同于NRZ技术，它的每个UI可以表示2个数据信息，而NRZ技术，每个UI仅可表示1个数据信息，因此，PAM4技术可直接将速率翻倍。

目前市场上已经有的高速PAM4技术的产品，大都使用DSP对接收的PAM4信号进行处理，但方法需要一个大的DSP芯片对接收数据进行处理，导致芯片结构复杂，规模大，功耗大；为了解决这个问题，大家开始直接使用CDR直接处理PAM4信号；接收的PAM4信号由于受到PCB衰减的影响，信号信噪比严重下降，会降低CDR锁定能力，干扰CDR的采样点，导致接收到的PAM4信号出现错误的信息，所以在cdr工作时，会采用监测cdr锁定和采样点位置的技术；为了实现采样点在输入数据中间，需要通过编程CDR的VCO输出采样时钟的相位，来采集输入数据，然后根据连续采集的大量数据，来判断目前的采样点是否在数据的正中间。

目前的时钟相位编程技术，主要采用PI技术，该技术使用两个不同相位的时钟，拟合输出一个新的时钟；新时钟的相位受两个时钟权值来控制，通过编程两个时钟的权值，即可实现相位编程；但是该技术存在一个缺点是要求输入有两个时钟相位，且两个时钟相位差不能大于90度；高速集成电路的时钟都是有lc-vco产生，lc-vco很难产生两个相位差在90度或者90度以内的时钟；业界一般是通过复杂的电路，将lc-vco产生的时钟转换成相位差90度的时钟，比如2分频分频器，从而导致电路结构复杂，功耗大，难度系数增加。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于400G PAM4 CDR的时钟相位编程技术，解决了从而导致电路结构复杂，功耗大，难度系数增加的问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种应用于400G PAM4 CDR的时钟相位编程技术，所述相位编程技术包括lc-tank电路和幅度控制电路；lc-tank电路包括电感，可编程电容，差分输入对管和尾电流管；幅度控制电路包括幅度监测电路，幅度阈值设置电路，幅度比较器和限幅器；lc-tank电路用于产生与输入端同频的各种相位的时钟，幅度控制电路用于控制lc-tank电路的输出信号的幅度，确保在不同相位下，lc-tank电路的输出幅度都相同，以降低下一级电路的实现复杂度。

所述lc-tank电路,其相位编程采用电感与电容组成的谐振器，谐振器能够在高频处产生较大的有效负载，非常适合在超高速集成电路中使用。