Forschung – Bitratenflexibler Abtast-Entzerrer in 130 nm CMOS

Die Datenraten auf Backplanes, über Speicherschnittstellen und auf Multi-Chip-Modulen erreichen bereits heute mehrere Gbit/s pro Leitung und steigen kontinuierlich an. In optischen Weitverkehrsnetzen werden 10 Gbit/s pro Wellenlängenkanal übertragen, und Systeme mit 40 Gbit/s pro Kanal stehen kurz vor der Kommerzialisierung. Bei diesen Datenraten stellen Intersymbolinterferenzen im empfangenen Bitmuster ein immer größeres Problem dar. Hochwertige Platinenmaterialen und optische Dispersionskompensatoren sind teuer, daher stellt eine rein elektronische Vor- oder Nachverzerrung des Signals eine günstige Alternative dar.
Hier wird ein bitratenflexibler Empfangs-Entzerrer für Datenraten bis 10 Gbit/s vorgestellt, welcher mit zeitdiskreten analogen Abtastwerten des Eingangssignals arbeitet. Der Entzerrer kombiniert ein dreistufiges zeitdiskretes FIR-Filter mit einem entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer mit zwei Rückführungen. Das FIR-Filter arbeitet mit analogen Folge-Halte-Gliedern, um eine volle Bitratenflexibilität zu erreichen. Im gesamten Filter kommt eine Halbratensignalverarbeitung zum Einsatz, um die Realisierung aller Schaltungsblöcke ohne Spiralinduktivitäten zu ermöglichen. Der realisierte Entzerrer ist kompakt, verbraucht wenig Strom und weist eine geringe Latenzzeit auf, so dass er in mehrfachparallelen Verbindungen, wie zum Beispiel dem Speicherbus, zum Einsatz kommen kann.