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10-PAM Signaling을 이용한 Multi-Gb/s Serial Link Transmitter

A Multi-Gbps Serial Link Transmitter Using 10-PAM Signaling

초록/요약

본 논문은 multi-level pulse amplitude modulation(PAM) 방식을 이용한 multi-Gb/s serial link transmitter를 제안하였다. Multi-level PAM 방식을 사용함으로써 제한된 channel bandwidth를 극복할 수 있고, binary signaling에 비해 symbol rate을 줄일 수 있다. 10-PAM signaling은 10 개의 level로 data를 전송하는 것이다. Differential mode level만 사용하였던 기존의 방식과는 달리 differential mode level뿐만이 아닌 common mode level까지 사용하여 결과적으로는 16 가지의 경우를 전송한다. 따라서 한 개의 level은 각기 data 4 bit씩을 나타내므로 binary signaling에 비해 symbol rate을 1/4 로 줄일 수 있다. 또한 25-1 pseudo random bit sequence(PRBS) generator는 built-in self test(BIST)를 하기 위해 on-chip으로 설계되었다. 10-PAM transmitter는 0.18 ㎛ CMOS technology를 통해 제작되었고 layout 면적은 0.72 × 0.9 ㎟이었다. 10-PAM transmitter는 최대 3.2 Gb/s (외부 clock 400 MHz)로 동작하였고 1.8 V의 power supply에서 158 ㎽를 소모하였다.

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초록/요약

A multi-Gb/s serial link transmitter using the multi-level pulse amplitude modulation(PAM) method is proposed. By using multi-level PAM signaling the problem of the limited channel bandwidth of high speed serial link can be solved, and the symbol rate can be reduced compared to binary signaling. 10-PAM signaling transmits data in 10-levels. In conventional 16-PAM signaling is needed to increase data rate 4 times. However proposed 10-PAM transmitter increases data rate 4 times by using only 10-PAM signaling. Using common mode signal besides differential mode signal, 10-PAM signaling eventually generates 16 cases, the same effect to 16-PAM signaling. By decreasing symbol rate a quarter, faster data transmission is possible with less level than the conventional method. 25-1 pseudo random bit sequence(PRBS) generator is designed to perform built-in self test(BIST) operation. The proposed 10-PAM transmitter is designed in 0.18㎛ CMOS technology, and the layout size of the transmitter is 0.72 × 0.9 ㎟. It achieves 3.2 Gb/s transmission with external 400 MHz clock, and consumes 158 ㎽ with 1.8 V power supply.

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