Design of Maximum-Eye-Tracking CDR with Biased Data-Level and Eye Slope Detector for Near-Optimal Timing Adaptation

Abstract

이 논문에서는 최소-비트 비트 에러율 (BER)에 대한 최대 눈크기 추적 CDR (MET-CDR)의 설계가 제안되었다. 제안 된 CDR 은 최적의 샘플링 단계를 찾기 위해 반복 절차를 가진 BER 카운터 또는 아이 모니터가 필 요하지 않다. 에러 샘플러 출력에 가중치를 두어 더하여 얻은 치우친 데 이터 레벨 (biased dLev) 은 사전 커서 ISI(pre-cursor ISI) 의 정보도 고려한 눈 높이 정보를 추출한다. 델타 T 만큼의 시간 차이를 둔 지점에서 작동 하는 두 샘플러는 현재 눈 높이와 눈 기울기의 극성을 감지하고, 이 정보 를 통해 제안하는 CDR 은 눈 기울기가 0 이되는 최대 눈 높이로 수렴한 다. 측정 결과는 최대 눈 높이와 최소 BER 의 샘플링 위치가 잘 일치 함 을 보여준다. 28nm CMOS 공정으로 구현된 수신기 칩은 23.5dB 의 채널 손실이 있는 상태에서 26Gb/s 에서 동작 가능하다. 0.25UI 의 아이 오프닝 을 가지며, 87mW 의 파워를 소비한다.

In this thesis, design of a maximum-eye-tracking CDR (MET-CDR) for minimum bit error rate (BER) is proposed. The proposed CDR does not require a BER coun-ter or an eye-opening monitor with any iterative procedure to find the near-optimal sampling phase. The biased data-level obtained from the weighted sum of error sampler outputs, UP and DN, extracts the actual eye height information in the presence of pre-cursor ISI. Two samplers operating on two slightly different tim-ings detect the current eye height and the polarity of the eye slope so that the CDR tracks the maximum eye height where the slope becomes zero. Measured results show that the sampling phase of the maximum eye height and that of the mini-mum BER match well. A prototype receiver fabricated in 28 nm CMOS process operates at 26 Gb/s with an eye-opening of 0.25 UI and consumes 87 mW while equalizing 23.5 dB of loss at 13 GHz.