고속 직렬 통신을 위한 Intra-pair 스큐 보상 기법

Abstract

본 논문에서는 0.18um 4-metal CMOS 공정을 이용해 고속 직렬 통신에서 Intra-pair 스큐를 보상하는 회로를 제안하였다. 제안된 Intra-pair 스큐를 보상하는 회로는 지연 셀(delay cell), 스큐 정도를 판별하는 Current Mode Logic (CML) 타입의 XOR Gate, 저항과 capacitor로 구현된 passive 적분기, 비교기(comparator), UP/DOWN 카운터, thermometer 디코더, current DAC로 구성이 된다. 종래의 Intra-pair skew 보상 기법은 정방향(positive)의 스큐와 부방향(negative)의 스큐에 대한 판단이 어렵다는 문제점이 있고, 스큐의 방향을 판단하지 못하면 지연 셀들의 지연 정도를 판단하는 어려움이 있어 스큐를 보상하는 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 제안된 방법은 기존의 스큐의 방향을 판단하는 추가적인 회로 없이 differential 신호 중 하나의 신호에 지연 정도를 최대로 주고, 다른 하나의 신호에는 지연 정도를 최소로 인가하여 스큐의 정도를 비교하여 각각의 지연 정도를 좁혀나가면서 스큐를 보상하는 방법이다.; Differential signaling is widely used in multi-gigabit digital applications for high speed serial interface such as USB(Universal Serial Bus), IEEE-1394, DisplayPort, PCI-Express and SATA(Serial AT Attachment). Differential signaling requires that the two channels for each differential pair should be matched. However, the matching between differential channels between the two channels is hard to control due to environmental and manufactory factor. As a result, Intra-pair skew is caused during receiving serial data stream in a receiver. The effect of Intra-pair skew is more severe for serial links containing long cables and for high-speed data communication. In this paper, Intra-pair skew compensation scheme is proposed for high speed serial interface. The proposed method automatically compensates the skew by changing the amount of delay without additional circuits to detect the direction of the skew. Simulation results show the proposed scheme can successfully compensate the skew within 1-LSB delay and restore the signal quality.