近日，2024 年VLSI Symposium于夏威夷州檀喷鼻山市Hilton Hawaiian Village旅店进行。该钻研会展示了最新的VLSI技能结果、立异的电路设计和其撑持的运用，如人工智能、呆板进修、物联网、可穿着/可植入生物医学运用、年夜数据、云/边沿计较、虚拟实际(VR)/加强实际(AR)、呆板人及主动驾驶汽车。南科年夜深港微电子学院潘权课题组于2024 年VLSI Symposium上发表了两篇论文。论文1“A 2×56 Gb/s Single-Ended Orthogonal PAM-7 Transceiver with Encoder-Based Channel-Independent Crosstalk Cancellation in 28-nm CMOS”及论文2“A 2×112 Gb/s 0.34 pJ/b/lane Single-Ended PAM4 Receiver with Multi-Order Crosstalk Cancellation and Signal Reutilization Technique in 28-nm CMOS”。该论文1第一作者为2021级博士生程旭旭，论文2第一作者为2020级博士生钟立平，潘权传授为两篇论文的独一通信作者，南科年夜深港微电子学院为上述论文的独一单元，两篇论文都获得了国度天然科学基金及国度重点研发规划经费的撑持。

论文1：2×56 Gb/s单端正交七电平脉冲幅度调制串扰消弭收发机[1]

有线通讯对于数据速度的需求不停增加，加快了采用各类信令方案的高通量解决方案的开发。此中，单端多输入多输出（SE-MIMO）方案已经成为一个有吸引力的选择。经由过程于传统的差分链路上传输两个单端PAM-4旌旗灯号可使吞吐量翻倍，放松对于无源链路的要求。然而，单端PAM-4旌旗灯号对于慎密耦合信道中的串扰高度敏感，PAM-4 信令的串扰消弭（XTC） 仍旧具备挑战性。传统串扰消弭技能于消弭串扰时，存于对于信道依靠性或者分辩率有限的问题。是以，PAM-4信令需要精心设计的XTC方案来顺应SE-MIMO场景。基在编码器的串扰消弭（EB-XTC）方案将两路不相干的旌旗灯号转换为两个正交旌旗灯号，以实现无信道依靠性的串扰。然而，当EB-XTC运用在PAM-4旌旗灯号时，通道中传输的旌旗灯号电压电平数目会增长，是以需要优化输出旌旗灯号的线性度及信噪比（SNR）。本文提出一种2×56 Gb/s单端收发器（TRX），该收发器于PAM-4旌旗灯号上采用EB-XTC方案合成正交PAM-7旌旗灯号，从而实现与通道无关的无串扰链路。

图1. (a) 芯片照片；(b) 芯片眼图测试成果

论文2：2×112 Gb/s 0.34pJ/b单端四电平脉冲幅度调制串扰消弭吸收器[2]

对于高机能数据中央日趋增加的需求鞭策有线违板收发器（TRX）实现更高的数据传输速度，最高可达224 Gb/s。实现这一方针的一个可行方案是于一对于差分路线上采用两个单端旌旗灯号。然而，因为串扰，尤其是中长间隔违板链路中毗连器及封装孕育发生的远端串扰（FEXT），单端TRX面对着巨年夜的挑战。先前的串扰消弭（XTC）事情消弭了FEXT。然而，最高吸收器（RX）数据速度仅为50 Gb/s/lane。于更高的数据速度下，XTC TRX面对着严重的挑战。起首，跟着频率的增长，FEXT模子与现实FEXT举动之间存于误差。是以，基在先前FEXT模子的传统XTC方案没法彻底消弭FEXT。此外，跟着事情频率的飙升，TRX会呈现严峻的符号间滋扰（ISI）噪声。严峻的ISI噪声带来的太高平衡要求致使功耗及电路繁杂性的增长。本文提出了一个正确的FEXT模子，以展现高频率下扑朔迷离的FEXT 举动。使用该模子，提出了新型串扰消弭及旌旗灯号再使用技能，以消弭严峻的FEXT，并提供分外的晋升来赔偿信道插入损耗（IL）。该单端串扰消弭及旌旗灯号再使用PAM4 吸收机采用28-nm CMOS实现了高达2×112 Gb/s的事情速度，功率效率为0.34 pJ/b。

图2. (a) 芯片照片和功耗漫衍；(b)芯片误码率测试成果

VLSI Symposium是与ISSCC、IEDM齐名的集成电路与半导体范畴第一流别集会，每一年都吸引着国际半导体业界及学术界的顶尖研究结果发表。该集会是由IEEE Solid-State Circuits Society, IEEE Electron Devices Society以和Japan Society of Applied Physics配合举办的高程度、高质量、高影响力的集成电路范畴国际学术集会，每一年轮流于美国及日本举办，搜集了来自工业界、学术界及当局机构的专家、学者到场，是揭示及会商集成电路与半导体范畴前沿技能的主要平台，具备广泛的影响力。

VLSI论文信息以下：

[1]X. Cheng, H. Wu, L. Zhong, W. Wu, and Q. Pan*, A 2×56 Gb/s Single-Ended Orthogonal PAM-7 Transceiver with Encoder-Based Channel-Independent Crosstalk Cancellation in 28-nm CMOS, in IEEE Symp. VLSI Circuits, Hawaii, USA, 2024.

[2]L. Zhong, Y. Zhang, X. Luo, H. Wu, X. Cheng, W. Wu, Z. Li, and Q. Pan*, A 2×112 Gb/s 0.34 pJ/b/lane Single-Ended PAM4 Receiver with Multi-Order Crosstalk Cancellation and Signal Reutilization Technique in 28-nm CMOS, in IEEE Symp. VLSI Circuits, Hawaii, USA, 2024.