最大2〜3 GHzで動作するXORゲートが必要

周波数が2〜3 GHzの方形波入力が与えられたときに確実に機能するXORゲートが必要になるという異常な状況に遭遇しました。デスクトップCPUには、これらの速度で機能するロジックゲートがあることは知っていますが、これを実現するICはわかりません。トランジスタからゲートを構築しようとする必要がありますか？

また、これらの速度で、グランドプレーン、留め継ぎベンド、およびマイクロストリップの使用について心配する必要がありますか？

最速のロジックファミリは、これまでも現在もECLです。最近見過ごされがちですが、PECLやLVPECL（本質的に正の供給ECLおよび差動PECL）などの開発により、ファミリーはロジックスイッチングの最前線にいます。複数電源と負電圧の以前の制限はなくなりましたが、多くの場合、後方互換性が利用可能です。

MC10EP08 / MC100EP08デバイスは要件を満たします http://www.onsemi.com/pub_link/Collat​​eral/MC10EP08-D.PDF

それほど良くはありませんが、仕様をほぼ満たしている http://www.onsemi.com/pub_link/Collat​​eral/MC10EL07-D.PDF

Digikeyから入手可能（在庫あり） http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=MC100EP08DTGOS-ND

PECLモードでは、これらはVcc = 3.3V〜5VおよびVee = 0Vで動作します。

最大周波数は、標準でピコ秒250 GHz（！）の伝搬遅延で最大3 GHz、25℃で最大300ピコ秒のサイクル間ジッター<1 psの定格です。

DigikeyはECLゲートの範囲をリストします。

3 GHzの動作はおそらくこれらのような既存のゲートに任せるのが最善ですが、ECLタイプのトポロジを備えたディスクリート部​​品を使用して非常に高速のゲートを自分で実装するのは比較的簡単です。古いECLゲートの等価回路を見ると、良いスタートが切れます（通常、最新のデータシートは、結果がどのように達成されるかについての手がかりのない全体的な機能図を示しています）。ゲートは基本的に非常によく知られているロングテールペア型の配置です。努力とコストあたりのパフォーマンスは、他のほとんどのアプローチよりもはるかに優れている傾向があります。

「LVPECL、VML、CML、LVDSレベル間のインターフェース」に関する優れたTIチュートリアルで、インピーダンスマッチング、伝送ライン、反射、バイアス...についての説明があり、機能の実現方法の図が含まれています。

http://focus.ti.com/lit/an/slla120/slla120.pdf

アプローチの変更を提案します。このようなXORが必要な理由は言うまでもありませんが、留め継ぎコーナーやグランドプレーンについて質問している場合、この種の回路を実行するのに必要なものはまったくないことを提案します。このサイトにいる人の99.99％が私を含むことはできなかったのではないかと疑っているので、これに怒らないでください。したがって、3 GHz XORを実行するのではなく、このような高速を必要としない方法で、目的を達成する別の方法を見つけることをお勧めします。

明確にするために、アプローチを変更することをお勧めします。3GHz XORを実行できるとしましょう。次に、直面する問題と解決策をいくつか示します。

1. 個々のトランジスタからこれを行うのは遅すぎません。TTLタイプの部品も遅すぎます。代わりに、高速ロジックパーツについて考える必要があります。かつては、ECLまたはPECLパーツ（TTLなどの別のファミリー）を使用していました。あなたが今何を使うのか、あるいはECL / PECLパーツがまだ存在するのかどうかさえわかりません。もちろん、カスタムチップもそれを行いますが、莫大な費用がかかります。

2. グランドプレーン、絶対に。制御されたインピーダンスPCB 他の要件に応じて、6層または8層のPCBがあります。少なくとも4層、確かに。折り曲げられたベンドも同様です。マイクロストリップ/マイクロプレーントレース、絶対に。そしてもちろん、PCBレイアウトには細心の注意を払う必要があります。3 GHzは約0.333 nsであることに注意してください。

3. すべてビルドしたら、機能しないとしましょう。じゃあ何？Oスコープを入手してください！ほとんどの趣味のoスコープは、約100 MHzで最高です。私のオフィスでは、1 GHz、4チャンネルのスコープが1万米ドルの費用がかかりますが、1 GHzプローブには2米ドルの追加費用がかかります。少なくとも5または6 GHzおよび3つのスコーププローブが必要です。私はしばらくそれらの価格を設定していませんが、それは少なくともUS $ 10,000、おそらくUS $ 30,000までかかります。

そのため、見つけるのが難しい部品を使用し、多層PCB上で複雑なレイアウトを行う必要があり、それがうまく動作しない場合（奇妙なことにそれはできません）あなたがそれを理解するのを助けるためにOスコープにたくさんのお金を費やしてください。その後、3 GHzでPCBを修正して欠陥を修正することはできないため、プロセスを再度繰り返します。痛い！

最後に、いくつかのOn-Semi ECL XORゲートへのリンクを次に示します。http：//www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do？id = MC100EL07 それは、わずかに2 GHzを実行できるように見えます。3 GHzは伸びているように見えますが、完全に問題ではありません。彼らはそのチップ用の評価用ボードを持っています（XORゲート用の評価用ボードを見たことがありません）。あなたがこの道を進むことを主張するなら、その評価ボードがあなたの最良の選択肢かもしれません（Digikeyで137米ドル）。ただし、o-scopeがまだ必要です。

3Ghz？おい、あなたは本当のトラブルを抱えている:-)

トランジスタを作ることはオプションではありません-最速のトランジスタであっても100 Mhzをはるかに超えることはありません。主な問題は、トレース長とEM干渉とslooooowwトランジスタです。

必要な速度の個別のチップを使用している場合でも、最大10-15Ghzの帯域幅で信号を送信することを心配する必要があります（少なくともいくつかの前面を表示するには、ターゲットデジタル周波数の複数を転送できる必要があります）。また、この速度では、信号の反射にはあらゆる場所でのインピーダンスマッチングが必要になります（つまり、グランドプレーンだけでなく、特定のPCB厚さとトレース幅+終端も必要です）... World of hell。

唯一の信頼できるソリューションは、デバイスの残りの部分を持つカスタムASIC内にそのXORゲートを残すことです。0.25umでも3Ghz XORを簡単に使用できます。

おそらくあなたには少しだけですが、HittiteのHMC721LC3Cは14 GHzに適しています。この文書の執筆時点でDigikeyの在庫は10個です。

評価PCBから収集できる有用な設計情報がいくつかありますが、その多くは要求の少ない要件に適用できます。

高速サンプリングスコープを使用すると非常に便利です.PCBのベンド、コネクタ、ビザなどによって導入された不連続性を確認できます。このような獣は、数K（ドル）のボートアンカーeBayの結果から一緒に畳むことができますが、移植性が非常に高い。