高速串行通信技术在通信领域中的应用日益广泛。但是受到传输媒质的限制，信道中存在着由趋肤效应和电介质损耗导致的高频衰减、串扰以及反射等非理想因素，数据在传输过程中会发生严重失真，产生抖动、斜移和码间干扰问题。因此时钟数据恢复(CDR)和信号均衡成为高速串行通信的核心技术。　　 本文基于OIF-CEI-02.0标准设计时钟恢复电路与自适应判决反馈均衡器，采用自顶向下的方法，首先建立系统的行为级模型，然后根据晶体管级的仿真结果对行为级模型中的参数进行实时修改，建立了比较精确的行为级模型。在研究高速串行通信中时钟恢复与反馈均衡器常用结构的基础上，对部分算法作出了改进，提出了一种新的模型结构。其中均衡器采用四抽头半速率结构，以较低的功耗和简单的结构适应高速数据流，同时降低了对时钟恢复电路工作速率的要求。均衡器采用自适应滤波技术，系数自适应采用符号－符号最小均方根值(SS-LMS)算法实现。采用自动增益控制放大器(AGC)补偿通道衰减，根据Qing-Wei的模型，提出了自动增益控制的改进算法，改进后的算法易于电路实现。选择在有限的工艺条件下能够高速工作的Bang-Bang锁相环时钟恢复技术(BB-CR)提取时钟信号，为AGC和DFE提供工作时钟。考虑到该结构的非线性特性，着重研究了环路的稳定性。在Walker模型的基础上，分析了模拟电路与非线性模型之间的等效关系，总结出了二阶和三阶Bang-Bang时钟恢复环路特性的分析方法。为了评估行为级模型的性能，采用离散傅立叶变换和数据拟合方法完成了高速串行通信信道的建模。整体结构算法具有良好的收敛性和对信道的跟踪性能。行为级建模用于设计的功能验证并为晶体管级设计提供参考，结果表明该结构能够满足串行链路通信接收机的系统指标要求。　　 根据行为级模型设计了晶体管级电路，其中Bang-Bang锁相环时钟恢复电路利用相位噪声较低的LC压控振荡器和高速工作的Alexander PD。同时由于Alexander PD具有高增益特性，可以直接驱动电压电流转换电路。与使用电荷泵的结构相比较，电路结构得到简化，功耗降低。环路滤波器采用片外元件，易于调节。均衡器电路实现的是固定系数的两抽头半速率结构，采用电流模逻辑(CML)实现的三阶FIR滤波器电路可工作在高速状态下。延迟电路采用基于CML的主从触发器构成，同时完成数据判决器的功能。考虑到判决反馈均衡器对反馈环路传输延迟的限制，将电感并联峰化技术应用于均衡器的设计中，进一步扩展了带宽，提高了对高速数据流的处理能力。　　 6.25 Gb/s均衡器和时钟恢复电路采用0.18 μm CMOS工艺设计。其中时钟恢复电路采用S MIC0.18 μm CMOS工艺实现。芯片采用1.8 V供电，功耗约为81 mW，芯片面积为0.5 mm2。在片测试结果表明：静态工作点与仿真结果一致，VCO压控范围为2.99～3.35 GHz，压控增益为270 MHz/V，工作频率下VCO相位噪声为-118.38 dBc/Hz@1 MHz，环路滤波器充放电电流为50 μA。均衡器电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计，D触发器传输延迟为39 ps，滤波器传输延迟为34 ps，能够满足对反馈延迟的限定。对3.125 GHz处衰减20 dB的存在严重码间干扰的信道，均衡后信号的眼图水平张开0.4 UI，垂直张开300 mV，满足CEI眼图模版的要求。　　 目前国内着重于对判决反馈均衡器自适应算法的研究，但是鲜有电路的实现成果发表。本文填补了国内6.25 Gb/s均衡器模拟电路设计的空白。当前SerDes设计逐渐IP化，即作为商业化IP模块而嵌入到需要高速I/O接口的大规模集成电路中。本文的工作不仅具有一定水平的学术价值，更具有重要的应用价值。