毕业设计（论文）-SerDes接收器单粒子瞬态效应分析及加固技术研究精选.doc

SerDes接收器单粒子瞬态效应分析及加固技术研究  目 录 摘 要 i Abstract iii 第一章 绪论 1 1.1 课题研究背景 1 1.1.1 高速通信发展和SerDes的广泛应用 1 1.1.2 空间单粒子效应及单粒子瞬态问题日益突出 3 1.1.3 SerDes的单粒子瞬态效应及对系统的影响 5 1.2 国内外研究的现状和不足 6 1.2.1 关于SerDes接收器的研究现状 6 1.2.2 关于SerDes接收器研究的不足 7 1.3 本文主要研究内容 8 1.4 本文组织结构 9 第二章 SerDes接收器概述 11 2.1 Serdes接收器基本结构 11 2.2 CDR的各种结构 11 2.2.1 基于PLL型CDR 12 2.2.2 基于DLL型CDR 13 2.2.3 基于相位插值（PI）型CDR 14 2.2.4 基于注入锁定型CDR 14 2.2.5 基于过采样型CDR 15 2.5 本章小结 16 第三章 基于脉冲激光的SerDes单粒子瞬态敏感性实验及分析 18 3.1 脉冲激光模拟重离子原理及实验系统 18 3.1.1 脉冲激光模拟重离子原理 18 3.1.2 脉冲激光单粒子测试的特性 19 3.1.3 国内外研究状况 20 3.1.4 脉冲激光实验系统简介 21 3.2 SerDes的脉冲激光实验准备 21 3.2.1 样品的备制 21 3.2.2 纳米级电路的激光实验方法 22 3.3 SerDes接收器的单粒子瞬态效应敏感性结果及分析 25 3.3.1 被测系统介绍 25 3.3.2 测试流程 26 3.3.3 测试结果 27 3.4 本章小结 31 第四章 CDR单粒子敏感性的系统级分析及加固 32 4.1 CDR的MATLAB建模 32 4.1.1 MATLAB简介 32 4.1.2 一阶和二阶CDR介绍 33 4.1.3 CDR的抖动和线性度的定义和影响因素 36 4.1.4 CDR的相位模型建模和全系统模型建模 37 4.2 对CDR的数字脉冲注入及分析 40 4.2.1 数字脉冲模拟单粒子建模 40 4.2.2 DEMUX和VOTER的脉冲注入模拟及结果 41 4.2.3循环累加器的脉冲注入模拟及结果 41 4.2.4饱和累加器的脉冲注入模拟 46 4.2.5 结论 49 4.3 CDR的加固技术 49 4.3.1 状态回退技术简介 49 4.3.2 CDR的状态回退加固 50 4.4 本章小结 51 第五章 相位插值器和高速采样器的单粒子敏感性分析及加固技术 52 5.1 相位插值器的单粒子敏感性分析及加固 52 5.1.1 相位插值器的单粒子敏感性分析 52 5.1.2关态栅隔离加固技术 59 5.1.3时钟输入管的电荷共享版图加固技术 67 5.2 高速采样器的单粒子敏感性分析及加固 68 5.2.1 高速采样器介绍 68 5.2.2 高速采样器的单粒子敏感性分析 70 5.2.3单粒子敏感性结论 74 5.2.4 平衡管(BGT)加固技术 75 5.3 本章小结 76 第六章 加固SerDes接收器的测试芯片设计和测试 77 6.1 测试芯片整体设计 77 6.2 测试方案 79 第七章 结束语 81 7.1 工作总结 81 7.2 工作展望 82 致 谢 83 参考文献 85 作者在学期间取得的学术成果 95 表 目 录 表1. 1 常用高速串行协议及应用 2 表2. 1 各种CDR的比较 15 表3. 1 SerDes接收器激光测试结果 28 表4. 1 循环累加器高两位受到轰击时的变化 43 表5. 1 XM10,XM11,NM60详细信息 54 表5. 2 粒子轰击时刻列表 56 表5. 3 漏极收集的电荷量 65 表5. 4 传统共质心和类共质心版图对比 68 表5. 5 动态比较器晶体管的尺寸 69 表5. 6 不同时刻轰击N1的正确性 (预充阶段，LET10) 71 表5. 7 轰击N1，N3，N4的正确性(预充阶段，540ps) 72 表5. 8 不同LET下的轰击N1的正确性 72 表5. 9 不同LET值下的正确性 (预充阶段，540ps) 73 表5. 10 单粒子轰击下的反应类型 74 表5. 11 不同LET下有/无BGT的正确性 75 表5. 12 不同轰击时刻下有/无BGT的正确性 76 表6. 1 锁相环后