Rap id IO是一种高性能的互连体系结构和技术标准。它的应用场合十分广泛。时钟数据恢复(CDR:Clock and Data Recovery)电路是RapidIO系统的关键电路,它的性能很大程度上决定了串行通信的性能,因此,对时钟数据恢复(CDR)电路的研究与设计是十分必要的。　　本文简要介绍了RapidIO串行通信的标准和协议,并对PLL结构的CDR设计的难点和指标进行了分析。在对分析常用的 C DR电路结构后,提出一种全速率、带外参考环的结构。在 C DR设计过程中,需要对锁相环的基本原理、线性模型及设计流程进行系统的理解。在相关的理论分析的基础上,以高速串行信号传输应用为背景,针对 SMIC0.18μm CMOS工艺,以提高CDR系统的性能为目标,具体的工作主要体现以下几点:　　1.压控振荡器(VCO)是设计CDR的关键电路。论文提出和设计了环形和电感电容两种不同结构VC O,并在此基础上采用了环形结构VC O作为C DR电路的振荡模块。这种环形结构的VC O具有较低的相位噪声、较宽的调谐范围。　　2.采用双环结构电路形式,设计了一种面向Rap id IO应用的3.125Gb/s CDR。C DR电路包括高速数据鉴相器,电荷泵,压控振荡器,鉴频鉴相器,分频器,锁定检测器,带隙基准源等电路。　　3.基于SMIC0.18μm CMOS工艺,利用对称匹配方法,完成了CDR电路各个模块的版图及后仿真。　　最后,采用cadence的Spectre仿真工具对CDR单个模块进行仿真,单个模块仿真完成后,提取整体电路的网表,并编写出相应的Hsp ice激励文件进行系统仿真。系统后仿真结果如下:在电源电压为1.8V,输入为3.125Gbps速率的非归零码(NRZ),恢复数据的抖动峰值为12ps,整体功耗为78mW,核心版图面积为800μm*1000μm。系统后仿真表明,本次设计的 CDR性能良好,并成功恢复出数据率为3.125Gbps的串行NRZ数据。