【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子，具体涉及片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式。
技术介绍
1、5g技术的迅速发展引领人类进入了“万物互联”时代，高速、低延时的数据传输网络极大地方便了人们的生活和提高了办事效率，同时也促进了5g基站、数据中心等有线通信领域的快速发展。有线通信领域的发展中，最快速的技术模块就是serdes系统。
2、serdes是串行器(serializer)和解串器(deserializer)的英文简称，最早应用于光纤通信领域，现在多用于串行数据通信的物理层接口。serdes系统利用低压差分信号进行传输，能够支持高宽带远距离传输，同时还具备点对点通信以及时分复用的特点，已经成为有线通信领域主流的高速串行传输技术。如何实现更快采样率和传输速率、更高能效比的serdes系统是全世界集成电路设计领域的热门研究方向。
3、固态技术协会(solid state technology association,jedec)已经借助serdes技术指定了一系列高速串行接口协议。一个完整的serdes系统，包括参考时钟，pll，上层协议，编解码，发送端(transmitter，tx)，信道，接收端(rx)等部分组成。接收端(rx)的核心技术一般采用多通道时间交织模数转换器(time-interleaved adc)架构或者多通道判决反馈均衡器(decision feedback equalizer,dfe)架构，两种架构的共同点是都需要一个超宽带、对称、低损耗的多通道前端电路。任何通道间的失配都会导致数据传输的错
4、目前国际上最先进的serdes收发系统数据传输速率已经达到224gb/s，由intel公司在2022年国际固态电路会议(ieee international solid-state circuitsconference，isscc)会议中提出，国外的头部ip供应商ibm、candence、xilinx等均也推出了数据传输速率大于128gb/s、支持多传输协议的serdes接口。国内华为公司早在2019年也提出了数据传输速率高达64gb/s的serdes技术。由此可见，未来有线数据传输的趋势一定是向着传输速率更快、带宽更高和能效比更优的方向发展。
5、传统的多通道片上走线一般采用如图1中二进制树的方式或图2中h型树的方式，这两种方式都可以保证输入到多通道每一个输出端的走线距离相同，同时减小各通道间的串扰。但图1中的布线方式缺少有效的屏蔽方式，来自片上其它模块，如电源、开关等的纹波容易被耦合到信号线上。图2中的直角走线方式，由于在拐角处传输线的线宽会增加导致传输线特征阻抗的改变，在通道数很多，片上走线距离很长时对信号的损耗是不可忽略的。
6、针对上述问题，本专利技术提出了一种片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽方式。本专利技术利用y型树状走线保证传输线的特征阻抗一致性和多通道间的对称性，同时在差分走线两侧用低层金属做屏蔽层，以屏蔽来自其它电路模块的噪声耦合。经过验证可以很好的实现宽带低损耗的多通道射频信号传输。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，以解决片内宽带射频信号传输时，多通道间的失配和片内其它射频信号串扰对射频信号传输的影响，导致高速数据传输出现误码等错误的问题。
2、本专利技术提供的片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，包括y型树状信号走线100和低层金属屏蔽层110；其中：
3、所述y型树状信号走线100用于实现宽带低损耗的射频信号传输，同时保证多通道间的信号对称性；所述低层金属屏蔽层110对称地放置在y型树状信号走线100两侧，以屏蔽其它片上射频信号的串扰。
4、所述y型树状信号走线100是差分结构，采用次顶层金属作为主体走线，采用顶层金属作为跳线，保证引入的寄生电阻电容为最小；每一次二分时采用y型结构钝角方式，以保证每一条传输线的特征阻抗不变，差分走线保证对称、过孔数量保持一致，以保证通道间由于金属导线引入的损耗相同。
5、进一步地，所述y型树状信号走线(100)选择特定的次顶层金属以y型二分的方式实现高频信号的传输，选择的导线宽、导线间距、导线长度的组合保证在不同频率下传输线的特征阻抗保持不变，并实现对宽带信号传输损耗的优化。
6、所述低层金属屏蔽层110，选择比y型树状信号走线100金属更加低层的金属，多层低层金属用过孔连接起来，在信号走线的两层形成金属屏蔽层，可以屏蔽来自电源、开关和地的纹波、射频信号、时钟信号的耦合。
7、进一步地，图示y型树状信号走线100和低层金属屏蔽层110是应用于片上差分转4通道的信号链路走线，而类似的方法可以拓展到差分转8、16甚至更多的通道，走线方式不变。
8、进一步地，y型树状信号走线100和低层金属屏蔽层110可以在cmos工艺下制作，也可以在bicmos工艺下制作，还可以在gesi工艺下制作，也可以在gaas工艺下制作，包括但不限于列举的工艺，其他工艺都可以。其中金属层只要保证是使用工艺结点下工艺厂商给定的金属即可。另外该方法不仅仅应用于片上，也适用于各种材料的板级的信号走线，布线和屏蔽方式均不变。
9、本专利技术利用y型次顶层金属树状走线保证传输线的特征阻抗一致性和多通道间的对称性，同时在差分走线两侧用过孔连接的低层金属做信号屏蔽层，以屏蔽来自其它电路模块的信号与纹波耦合，从而实现宽带低损耗的多通道射频信号传输。
10、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
11、如果布线方式缺少有效的屏蔽方式，来自片上其它模块，如电源、开关等的纹波容易被耦合到信号线上，以影响信号传输的质量。同时，过多直角走线的方式会导致片上长距离传输线的特征阻抗改变，从而恶化传输信号的损耗以及通道间的不平衡性。而本专利技术一种片上高速低损耗多通道的信号走线方式能够保证多通道信号的低损耗和对称性，低层金属屏蔽层可以有效屏蔽其它电路模块引入的噪声和纹波耦合。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，其特征在于，包括：Y型树状信号走线(100)和低层金属屏蔽层(110)；其中：
2.根据权利要求1所述的面向片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，其特征在于，所述Y型树状信号走线(100)选择特定的次顶层金属以Y型二分的方式实现高频信号的传输，选择的导线宽、导线间距、导线长度的组合保证在不同频率下传输线的特征阻抗保持不变，并实现对宽带信号传输损耗的优化。
3.根据权利要求1所述的面向片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，其特征在于，所述的Y型树状信号走线(100)和低层金属屏蔽层(110)均为片内实现。
【技术特征摘要】
1.一种片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，其特征在于，包括：y型树状信号走线(100)和低层金属屏蔽层(110)；其中：
2.根据权利要求1所述的面向片上高速低损耗多通道的信号走线和屏蔽模式，其特征在于，所述y型树状信号走线(100)选择特定的次顶层金属以y型二分的方式实现高...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。