Forschung für neue Mikroelektronik (ForMikro) mm-Wave Advanced-Sampling Transceiver Enabling 6G Data Transmission with 100 Gbit/s per mobile User (MassiveData6G); Teilvorhaben: Konzeptioneller Entwurf und Implementierung eines hochauflösenden Digital-Analog-Umsetzers mit hoher Abtastrate

Abstract

a) Stand von Wissenschaft und Technik Es wurden keine Veröffentlichungen mit der gegebenen Spezifikation für den Transceiver von anderen Stellen getätigt. b) Begründung/Zielsetzung der Untersuchung Ziel des Teilvorhabens der TU-Dresden im Rahmen der Machbarkeitsstudie von MassiveData6G war die Analyse, der Entwurf und die Charakterisierung eines hochauflösenden und breitbandigen RF-Digital-Analog-Umsetzers (DAU) mit einer sehr hohen Abtastrate von bis zu 10 GS/s und einer Auflösung, welche hinreichend für die angestrebte Datenrate eines Transceivers mit 100 Gbit/s ist. Darüber hinaus musste ein Konzept zur Bereitstellung der für die späteren Messungen notwendigen Testdaten erarbeitet werden. c) Methode Es wurden Mixed-Signal-Komponenten sowie digitale Komponenten entworfen und in Testchips umgesetzt. d) Ergebnis Als Ergebnis steht die erfolgreiche Machbarkeitsstudie eines hochauflösenden DAU mit hoher Abtastrate, kompaktem Layout und integrierter Kalibrierschaltung. Es wurde ein Deserializer entworfen und vermessen, welcher unter Laborbedingungen Eingangsdaten mit bis zu 10 GS/s bereitstellen kann. e) Schlussfolgerung/Anwendungsmöglichkeiten Die Eignung der verwendeten Halbleitertechnologie Globalfoundries 22FDX für DAU, welche in Transceivern mit bis zu 100 Gbit/s benötigt werden, konnte bestätigt werden. Die wissenschaftliche Anschlussfähigkeit ist durch eine mögliche vertiefte Untersuchung des Kalibrierkonzepts, des neuen Layoutansatzes und des Deserializers gegeben. Datei-Upload durch TIB a) State of the art in science and technology No publications with the given specification for the transceiver have been made by others. b) Justification/objective of the study The aim of the sub-project of TU-Dresden as part of the MassiveData6G feasibility study was the analysis, design and characterization of a high-resolution and broadband RF digital-to-analog converter (DAC) with a very high sampling rate of up to 10 GS/s and a resolution that is sufficient for the targeted data rate of a transceiver with 100 Gbit/s. In addition, a concept had to be developed for the provision of the test data required for later measurements. c) Method Mixed-signal components and digital components were designed and implemented in test chips. d) Result The result is the successful feasibility study of a high-resolution DAC with a high sampling rate, compact layout and integrated calibration circuit. A deserializer was designed and measured which can provide input data at up to 10 GS/s under laboratory conditions. e) Conclusion/possible applications The suitability of the Globalfoundries 22FDX semiconductor technology used for a DAC, which is required in transceivers with up to 100 Gbit/s, was confirmed. The scientific connectivity is given by a possible in-depth investigation of the calibration concept, the new layout approach and the deserializer.