匯流排電路模擬結果

(1) Corner：TT；VDD=0.2V；25 ^ºC

當操作電壓為0.2V、環境溫度為 25 ^ºC時，在TT corner的表現如圖 5.11。當輸 入為5Mbps的隨機訊號時，第一組輸出訊號的抖動量為 0.11UI，第二、三組輸出因 為互相干擾，導致抖動量較大，約為0.31UI。隨著輸入訊號的資料傳輸率提升，第 二、三組輸出訊號互相干擾的愈加嚴重，當輸入訊號為 20Mbps時，第一組輸出訊 號的抖動量為0.16UI，變化不大；但第二、三組輸出訊號的抖動量大增，導致輸出 眼狀圖的開口無法辨識，因此，抖動最主要的來源為傳輸線間彼此的干擾。

OUT₁ OUT₂ OUT₃

Data rate= 10M bps Data rate= 5M bps

0.2

0 100n 150n 200n

0.2

Data rate= 20M bps

0.2

Jitter(UI) 5Mbps 10Mbps 20Mbps OUT1 0.11 0.14 0.16 OUT2 0.32 0.58

OUT3 0.31 0.51

第五章 匯流排電路的實現 (2) Corner：FF；VDD=0.2V；25 ^ºC

當操作電壓為0.2V、環境溫度為 25 ^ºC時，在FF corner的表現如圖 5.12 所示。

當輸入為 40Mbps的隨機訊號時，第一組輸出訊號的抖動量為 0.26UI，第二、三組 輸出因為互相干擾，導致輸出的抖動量較大，抖動量為 0.49UI。而當輸入訊號為 60Mbps時，第一組輸出訊號的抖動量為 0.28UI，變化不大；但第二、三組輸出訊 號的抖動量分別為0.74UI與 0.59UI。在此corner下，各輸出訊號的抖動量如表格 5.3 所示。

OUT₁ OUT₂ OUT₃

Data rate= 40M bps Data rate= 50M bps

0.2

Data rate= 60M bps

0.2

Jitter(UI) 40Mbps 50Mbps 60Mbps OUT1 0.26 0.33 0.28 OUT2 0.49 0.58 0.74

OUT 0.49 0.56 0.59

第五章 匯流排電路的實現 (3) Corner：SS，VDD=0.2V，25 ^ºC

當操作電壓為0.2V、環境溫度為 25 ^ºC時，在SS corner的表現如圖 5.13 所示。

當輸入為500Kbps的隨機訊號時，第一組輸出訊號的抖動量為 0.09UI，第二、三組 輸出因為互相干擾，導致輸出的抖動量較大，其值約為 0.22UI。而當輸入訊號為 2Mbps時，第一組輸出訊號的抖動量增為 0.2UI；而第二、三組輸出訊號的抖動量 分別為0.81UI與 0.74UI。在此corner下，各輸出訊號的抖動量如表格 5.4 所示。

OUT₁ OUT₂ OUT₃

Data rate= 500K bps Data rate= 1M bps

0.2

Data rate= 2M bps

0.2

0 200n 300n 400n 500n

圖 5.13 匯流排電路模擬結果(SS、VDD=0.2V、25 ^ºC)

表格5.4 匯流排電路模擬結果的抖動大小(SS；VDD=0.2V；25 ^ºC) SS；VDD=0.2V；25 ^ºC

Jitter(UI) 500Kbps 1Mbps 2Mbps OUT1 0.09 0.11 0.2 OUT2 0.22 0.37 0.81 OUT3 0.21 0.38 0.74

第五章 匯流排電路的實現 (4) Corner：SNFP，VDD=0.2V，25 ^ºC

當操作電壓為0.2V、環境溫度為 25 ^ºC時，在SNFP corner下，各輸出訊號的抖 動量如表格 5.5 所示。輸入為 2Mbps的隨機訊號時，第一組輸出訊號的抖動量為 0.21UI；而第二、三組輸出的抖動量分別為 0.25UI與 0.29UI。而當輸入訊號提升為 8Mbps時，第一組輸出訊號的抖動量增加為 0.48UI；但第二組輸出訊號的眼狀圖開 口已無法辨識；第三組輸出訊號的抖動量則為0.75UI。

表格5.5 匯流排電路模擬結果的抖動大小(SNFP；VDD=0.2V；25 ºC) SNFP；VDD=0.2V；25 ^ºC

Jitter(UI) 2Mbps 4Mbps 8Mbps OUT1 0.21 0.38 0.48 OUT2 0.25 0.51

OUT3 0.29 0.5 0.75

(5) Corner：FNSP，VDD=0.2V，25 ^ºC

當操作電壓為0.2V、環境溫度為 25 ^ºC時，在FNSP corner下，各輸出訊號的抖 動量如表格 5.6 所示。輸入為 2Mbps的隨機訊號時，第一組輸出訊號的抖動量為 0.18UI；而第二、三組輸出的抖動量分別為 0.21UI與 0.24UI。而當輸入訊號為 8Mbps 時，第一組輸出訊號的抖動量增加為0.29UI；第二、三組輸出訊號的抖動量分別為 0.64UI與 0.66UI。

表格5.6 匯流排電路模擬結果的抖動大小(FNSP；VDD=0.2V；25 ^ºC) FNSP；VDD=0.2V；25 ^ºC

Jitter(UI) 2Mbps 4Mbps 8Mbps OUT1 0.18 0.21 0.29 OUT2 0.21 0.38 0.64 OUT3 0.24 0.37 0.66

第五章 匯流排電路的實現

當電路操作在次臨界區時，電晶體電流受電晶體的門檻電壓(threshold voltage)影 響，遠比電路操作在高壓環境下嚴重。依據電晶體的物理特性，電晶體的門檻電壓為負 溫度係數，因此在TT corner 下，溫度為 0°C 時，輸出眼狀圖的轉態時間較長，代表了 此條件下電晶體的電流驅動力較小，電路將無法正常操作在20Mbps 之下。而當溫度上 升時，因為電晶體元件的熱雜訊(thermal noise)也隨之增加，因此抖動量也會逐漸增加。

第五章 匯流排電路的實現 (7) Corner：FF；VDD=0.2V；0 ^ºC ~ 100 ^ºC

模擬環境的操作電壓為0.2V，在FF corner下，輸入一 60Mbps的隨機訊號，當系統 溫度由0 ^ºC增加至 100 ^ºC時，輸出訊號的眼狀圖如圖 5.15 所示，而輸出訊號的抖動大小

在FF corner下，低溫對電路的影響不若TT corner時的大，是因為此條件下電晶體的 門檻電壓較小， 當溫度變化時，電流方程式中的 VGS-Vt 項的變化較小；而溫度上升 時，電晶體元件的熱雜訊也隨之增加，因此抖動量也會逐漸增加。

第五章 匯流排電路的實現 (8) Corner：SS；VDD=0.2V；0 ^ºC ~ 100 ^ºC

當模擬環境的操作電壓為0.2V，在SS corner下，輸入一 2Mbps的隨機訊號，當系統 溫度由0 ^ºC增加至 100 ^ºC時，輸出訊號的眼狀圖如圖 5.16 所示，而輸出訊號的抖動大小

0 200n 300n 400n 500n

圖 5.16 匯流排電路模擬結果(SS、VDD=0.2V、0 ^ºC ~ 100 ^ºC)

第五章 匯流排電路的實現