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日经BP社:夏普试制设备内光布线系统,可削减手机耗电量和安装面积  

2008-11-14 12:30:23|  分类: 综合资讯 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  来源:日经BP社

  夏普试制出便携设备用设备内光布线系统(图1)。计划主要用于手机,以降低耗电量、减小安装面积。在以1.25Gbit/秒的速度传输数据时,系统整体耗电量降至108mW左右。

  试制系统主要由配备了信号收发用光学元件的光纤连接器、驱动发光元件及处理电信号的IC——“主芯片”构成(图2)。此次,IC面积较原来缩小了30%左右。

  该公司进行设备内光传输的研究开发主要是为了抑制数据传输途中产生的EMI。随着手机的多功能化、液晶面板的高像素化等,手机内数据传输速度不断提高。而随着数据传输速度的提高,传输线路中产生的EMI问题日益严重。

  共用VCO以削减耗电量和安装面积

  之所以能够削减耗电量和安装面积,是因为在发信方和收信方共用了电压控制振荡器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)。为VCO共用,采用了数字CDR(Clock Data Recovery)。“比模拟CDR更适合于VCO的共用”(夏普)。不过,“在高速传输频率指令(GHz Order)时很难使用数字CDR”(夏普)。因为存在称为“Glitch”信号的问题。

  在CDR中,通过比较器观测受光元件输出的数据和从VCO发出,通过复用器(Multiplexer)选择的CDR用时钟信号相位,在选出最佳时钟信号后进行切换(图3)。在高速传输中切换该时钟信号时,可能会产生称为“Glitch”的短时脉冲信号。由此会导致再生数据的比特误码率(Bit Error Rate)增大。

  为此,该系统控制时钟信号的切换时机,以抑制Glitch的产生(图4)。比如,如果目前的时钟信号(CLK(n))的状态为“Low”,而即将切换的时钟信号(CLK(n+1))的状态为“High”,则会产生Glitch。如果在CLK(n)和CLK(n+1)均为“High”的情况下进行切换,则能抑制Glitch的产生。

  今后,为了将其配备于手机,夏普将进一步降低该系统的耗电量。目标是降至50mW。
  另外,夏普在2008年11月3~5日于福冈县举行的“亚洲固态电路会议(IEEE Asian Solid-State Circuits Conference ,A-SSCC 2008)”上公布了该系统的具体内容(演讲序号:Industry 2-3)。(记者:根津 祯)


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图1:演示试制的光布线系统。前面的底板为发信方,后面的为收信方。通过DVI端子从右侧的笔记本电脑向发信方传输影像数据,将电信号转换为光信号后,通过塑料光纤(POF)向收信方传输数据。光信号在收信方转换为电信号后,在液晶面板上显示影像

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图2:试制系统的构成。主要由“光纤连接器”和“主芯片”构成。光纤连接器由振荡波长为 850nm的VCSEL、GaAs类PIN光电二极管和跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,TIA)构成。在主芯片上配备了VCSEL驱动IC、CDR以及SER/DES等

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图3:CDR中,在Alexander型相位比较器上观测输入数据(Received Signal)和从VCO选择的时钟信号(CLK_CDR)相位。将结果累加到计数器,在下一阶段的“UP/DN Counter”上生成相位切换(PS)信号,然后重新选出最佳时钟信号。VCO的相位数为8

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图4:抑制Glitch的示例图。目前的时钟信号(CLK(n))和即将切换的时钟信号(CLK(n+1))的状态均为“High”的话,就不会产生Glitch(蓝色虚线部分)。而CLK(n)的状态为“Low”,CLK(n+1)的状态为“High”的话,则会产生Glitch(红色虚线部分)
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