Bandwidth of memory interface is growing to be wider, with increasing requirements on low I/O power consumption and immunity to simultaneous switching noise (SSN). Low-swing voltage-mode transmitters are an attractive choice regarding their low power consumption, but exhibits a trade-off in lowered immunity to SSN. Low-dropout (LDO) regulator and decoupling capacitor (de-cap), are conventionally utilized to attenuated the SSN in multi-channel transmitters, but the power distribution network (PDN) impedance cannot be perfectly flattened in all frequency range, and de-cap exhibits considerable amount of area especially in the sub-micron process.
In this paper, SSN in multi-channel transmitters with LDO regulated supply is analyzed and a switching capacitor (SC) based pull-up current ($I_PU$) compensation technique is proposed to lower the SSN in all frequency range. A sign-sign LMS (SS-LMS) based adaptation technique is also proposed to enable on-chip adaptation on deciding the optimal strength of $I_PU$ compensation. Results from a simulation with $28nm$ CMOS on 4 parallel TXs shows that SSN is decreased from $9.8mV_rms$ to $2.3mV_rms$ utilizing only $20pF$ de-cap, with the proposed compensation technique.
메모리 인터페이스의 대역폭은 점점 넓어지고 있으며, 낮은 송수신단의 전력 소비 및 동시 스위칭 잡음에 대한 면역성에 대한 요구 사항이 증가하고 있다. 낮은 스윙의 전압모드 송신기는 저전력 송신의 가능케 하여 널리 사용되는 반면, 동시 스위칭 잡음에 취약하다는 단점을 지니고 있다. 전통적으로 레귤레이터와 디커플링 커패시터가 다채널 송신기의 동시 스위칭 잡음을 감쇠시키는데 사용되지만, 기존의 방식으로는 전력 분배 네트워크의 임피던스를 모든 주파수 대역에서 완벽히 낮출 수 없으며, 디커플링 커패시터는 나노공정에서 큰 면적을 차지한다는 단점을 갖는다.
본 논문에서는 레귤레이터 전원을 갖는 다채널 송신기의 동시 스위칭 잡음을 분석하고, 전대역의 주파수에서 감쇠를 가능하게 하는 스위칭 커패시터 기반 풀업 전류 보상 기술을 제안한다. 또한, 풀업 전류의 최적 보상 세기를 온-칩으로 결정하는 방식으로, sign-sign LMS (SS-LMS) 알고리즘 기반 적응형 보상 방식을 사용한다. $28nm$ CMOS 공정에서의 4 개의 병렬 채널에 대한 보상기의 시뮬레이션 결과는 제안한 방식으로 잡음을, $20pF$의 적은 디커플링 커패시터를 활용하여, $9.8mV_rms$ 에서 $2.3mV_rms$ 로 감쇄 할 수 있게함을 보인다.
