High speed LVDS digital input/output interface circuitries for high resolution imaging sensors
Yüksek çözünürlüklü görüntü sensörleri için yüksek hızlı LVDS giriş/çıkış arayüzü devresi
- Tez No: 383044
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUN AKIN, DR. SELİM EMİNOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Bu tez yüksek çözünürlüklü görüntü sensörleri için yüksek hızlı düşük sinyal seviyeli giriş çıkış devresi arayüz devre şeması sunmaktadır. Tasarlanan giriş çıkış devresi LVDS verici ve alıcı devrelerini içerir. Devreler yüksek hızlı, düşük güç tüketimli, düşük gürültü seviyeli ve geniş bir ortak mod aralığına sahip olması için tasarlandı. Tasarlanan LVDS vericisi difereansiyel çıkışın ortak mod voltajının dengede kalmasını sağlamak için geri bildirim yapısına sahiptir. Ek olarak, çıkış sinyalinin kalitesini ve hızını arttırmak için önşarj ve önvurgulama teknikleri uygulandı. Bu teknikler aynı zamanda verici hattındaki simgeler arası karışmayı da azaltır. Bunun yanısıra uzun kabloların sinyal kalitesi bozulmadan sürülebilmesi için yüksek akım modu eklendi. Tasarlanan LVDS alıcısı LVDS standartlarında tanımlanan ortak mod voltajının tamamını destekleyecek şekilde geliştirildi. LVDS test çipi 0.35 μm CMOS teknolojisiyle üretildi. Çipin içinde iki tane verici, bir tane alıcı bir tane serileştirici, bir tane seri programlama arayüzü ve akım üreteci yer almaktadır. Test çipinin içindeki seri programlama arayüzü alıcı ve vericiler için gerekli akımların üretilmesini sağlayan blokların programlanmasına olanak tanır. Seri programlama arayüzü giriş çıkış devresinin çeşitli modlarının kullanılabilmesine de olanak sağlar. Test çipi 16 tane parallel veri alır, serileştirici sayesinde seri hale çevirir ve vericinin testi için kullanılmasını sağlar. Verici saniyede 1.5 Gb verinin transferini destekleyecek şekilde tasarlanmıştır. Vericinin diferansiyel çıkış salınımı 350 mV ve ortak mod voltajı 1.2V olarak tasarlanmıştır. Saniyede 1.5 Gb veri aktarırken 45 mW enerji tüketir. Sürücü devresi 2.5 V güç çekerken diğer bloklar 3.3 V güç çeker. Alıcı saniyede 2 Gb veri alımına olanak sağlar ve ortak mod voltajının tüm aralığında çalışabilecek şekilde tasarlanmıştır. 100 mV'tan büyük LVDS verilerini CMOS verisine çevirebilir. Alıcının 3.3V'luk güç kaynağı kullanarak saniyede 2 Gb veri alırken harcadığı energy tüketimi 6 mW'tan azdır. Üretilen test çipindeki alıcı ve verici devreleri 400 Mb/s veri hızlarına kadar başarıyla test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the design and implementation of high speed low voltage differential signaling (LVDS) digital input/output interface circuitries for high resolution imaging applications. Designed input/output interface includes high speed LVDS transmitter and receiver circuitry. The circuitries are designed for high speed, low noise, wide common mode range and low power consumption. The designed LVDS transmitter circuitry has a feedback structure used to stabilize the differential common mode voltage to comply with the LVDS standard. In addition, pre-charge and pre-emphasis circuitries are integrated in the transmitter in order to increase the speed and enhance the output signal quality which results in reducing inter-symbol interference in the transmission line. Besides, high current drive mode is added to be able to drive long cables without distorting the LVDS data. The designed LVDS receiver improves the conventional LVDS receiver by supporting the full variation of the common mode voltage as described in LVDS standards. The LVDS test chip is implemented using 0.35 μm CMOS process. The test chip includes two LVDS transmitters, an LVDS receiver, a serializer, a serial programming interface and a bias generator. Test chip provides a programmable serial programming interface (SPI) which allows control over the bias blocks of the LVDS transmitter and LVDS receiver. SPI can also be used to program different modes of operation of the LVDS input/output interfaces. Test chip receives 16-bit parallel data and converts them to a high speed serial data utilizing a serializer for testing the LVDS transmitter. LVDS transmitter design supports 1.5 Gb/s data rate. Differential output swing and the common mode voltage of the transmitter is 350 mV and 1.2V, respectively. The power consumption of the transmitter is designed to be 45 mW at 1.5 Gb/s with 2.5V supply voltage for the driver and 3.3V supply voltage for the other blocks. LVDS receiver design supports 2 Gb/s data rate with full variation of the common mode voltage. The receiver can convert differential input signals with amplitudes larger than 100mV peak-to-peak to 3.3V CMOS signals. The power consumption of the receiver at 2 Gb/s is designed to be less than 6mW with a 3.3V supply voltage. The LVDS transmitter and receiver in the fabricated test chip have been successfully tested at data rates up to 400 Mb/s using an FPGA based test setup developed as part of this thesis.
Benzer Tezler
- Digital interpolation and modulation system design for communication DaCs
Haberleşme S/A dönüştürücüleri için sayisal ara değerleme ve modülasyon sistemi tasarimi
GÜRER ÖZBEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TÜRKER KÜYEL
- 8 Gbps LVDS transmitter design in 22 nm FD-SOI for high speed chip-to-chip communication interfaces
Çipten çipe yüksek hızlı haberleşme arayüzleri için 22 nm FD-SOI teknolojisinde 8 Gbps LVDS verici tasarımı
ALPER KURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TEKİN
- Development of a cost effective lvds interface test system with ethernet communication
Düşük maliyetli, ethernet haberleşmeli bir lvds arayüz test sisteminin tasarlanması
MUSTAFA ÇALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SALİH ZAFER DİCLE
- Hardware implementations of a high-speed optical link
Yüksek hızlı bir optik link donanım uygulaması
RİFAT TOLGA YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜYAL ERGÜL
- Dönen çarpan jetin ısı transfer karakteristiklerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of heat transfer characteristic of swirling impinging jet
KADİR BAKIRCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. KADİR BİLEN