적응형 이퀄라이져

Abstract

국 문 요 지

본 논문에서는 고속 직렬 인터페이스에 적용 가능한 디지털 제어 방식의 적응형 등화기를 제안한다. 제안한 적응형 등화기는 채널의 특성변화와 공정, 온도, 전압의 변화에 의한 송신기 및 수신기의 특성변화에 적응하여 동작할 수 있는 적응형 기법을 포함한다.

제안된 적응형 등화기의 등화 필터는 Varactor 커패시터를 사용하여 고주파 이득을 제어할 수 있게 하였고, MOSFET 저항을 사용하여 저주파 이득을 제어할 수 있도록 설계하였다. 필터는 1.6Gbps 에서 -7dB에서 7dB의 저주파 이득을 제공하며, 3~14dB의 고주파 이득을 얻을 수 있도록 설계하였다. 저역 및 고역 통과 필터와 정류기는 등화 필터와 슬라이서 출력 간의 전력비교를 위해 사용되며, 이 두 출력 차이에 대한 정보는 샘플링 시간 동안 커패시터에 누적된다. 기존의 아날로그 적응형 등화기는 누적된 아날로그 전압을 등화 필터의 제어 전압으로 사용한다. 하지만 아날로그 적응형 등화 기법은 노이즈와 같은 순간적으로 변화하는 입력 특성에 영향을 받는다. 이러한 단점을 보안하기 위해 제안하는 적응형 등화기는 디지털 제어 방식을 사용하여 적절한 등화 필터의 제어 값이 결정되면 제어 값의 토글 없이, 고정하여 사용하도록 설계하였다.

제안한 적응형 등화기는 채널의 길이, 온도에 대한 특성변화와 공정, 온도, 전압의 변화에 의한 송신기 및 수신기의 특성변화에 적응하여 동작하는 것을 목표로 한다. 따라서 채널의 길이에 따른 감쇠 정도와 송신단 특성 변화에 따른 송신기 Peak to Peak 전압의 변화를 가정하여 적응형 등화기의 특성을 검증하였다.

UMC 40-nm CMOS 공정을 사용하여 설계 및 검증을 진행하였다. 제안하는 적응형 등화기의 Layout 면적은 0.034-mm^2 이며 1.6Gbps의 데이터 전송속도에서 14.2-mW 전력소모를 보인다.