千兆-萬(wàn)兆以太網(wǎng)物理層收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成電路實(shí)現(xiàn)的研究.pdf

1、隨著INTERNET應(yīng)用的迅猛發(fā)展，使得對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求不斷提升。以太網(wǎng)作為最為成功的局域網(wǎng)技術(shù)順應(yīng)了這一需求，并和光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展相互融合，產(chǎn)生了采用光纖作為傳輸媒質(zhì)的以太網(wǎng)系統(tǒng)。由此以太網(wǎng)的傳輸速率提升至千兆乃至萬(wàn)兆比特率，并且支持全雙工工作模式。1999年和2001年分別制定的IEEEg02.3z千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和IEEEg02.ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有力地推動(dòng)了以太網(wǎng)的發(fā)展，使其應(yīng)用范圍從局域網(wǎng)擴(kuò)展到了城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，從而成為了

2、當(dāng)今最主要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 千兆和萬(wàn)兆以太網(wǎng)物理層專(zhuān)用芯片的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率及性能提升的關(guān)鍵。由于其中包含有編碼、解碼、時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用、時(shí)鐘產(chǎn)生、分配以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等多種復(fù)雜的數(shù)模混合電路，存在有諸多的設(shè)計(jì)難點(diǎn)和課題。因此干兆和萬(wàn)兆以太網(wǎng)物理層收發(fā)系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì)便成為了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。 本文針對(duì)這一研究熱點(diǎn)，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，在國(guó)家863項(xiàng)目“10Gbit/s以太網(wǎng)物理層上下行接口處理芯片研究”(200

3、1AA121074)的支持下展開(kāi)研究。依據(jù)千兆和萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所定義的規(guī)范，本文研究并設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CMOS單片集成的數(shù)模混合物理層全雙工收發(fā)芯片，以及收發(fā)系統(tǒng)中關(guān)鍵的時(shí)分復(fù)用并串轉(zhuǎn)換電路、時(shí)分解復(fù)用串并轉(zhuǎn)換電路、鎖相環(huán)頻率綜合器、時(shí)鐘提取、數(shù)據(jù)判決以及分頻器、壓控振蕩器等多種數(shù)字和模擬集成電路。所有設(shè)計(jì)的芯片都完成了在晶片測(cè)試，并且大部分芯片還完成了封裝測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。并在此基礎(chǔ)上對(duì)推進(jìn)芯片的產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)作