当今的个人电脑、工作站、服务器、路由器、交换机以及各种各样的消费类电子和游戏终端等系统，需要更高的芯片间互连通讯带宽来满足新应用领域所要求的更高的系统性能。同时，这些系统也逐渐关注芯片间互连通讯的功耗效率。　　 高速宽带的芯片间互连IO系统由信号的发送端，信号传输的信道和信号的接收端三大部分构成。为了使高速信号在不理想的物理信道中以尽可能低的误码率可靠传输，发送和接收电路必须对信道的不理想性进行补偿，提高最终接收信号的信噪比。其中：利用宽带阻抗匹配电路解决信号的传输线反射问题。利用均衡电路解决传输过程造成的信号失真问题。利用锁相环和时钟数据恢复电路解决信号的同步问题。目前高速宽带IO系统的大多数功耗由均衡和时钟数据恢复电路所消耗。　　 本文研究的目标是A:缓解芯片内计算能力的提高与其所需的芯片间通讯带宽之间的瓶颈。B：寻找高速宽带IO系统同其自身功耗之间的一个较平衡的物理电路设计方法。　　 本文利用65纳米CMOS工艺，设计了数据传输率为10-20Gb/s的高速宽带低功耗有线互连IO系统。本文的主要贡献如下：　　 1、对于均衡电路：　　 本文发送端的预加重均衡电路，在实现上采用新的电路设计技巧，通过在预加重驱动器前端引入对预驱动缓冲器的编程方法减少各个数模转换器的功耗，支持10Gb/sPAM2和20Gb/s PAM4脉冲幅度调制信号的发送和均衡。本文接收端的均衡电路，将可编程的连续时间线性均衡和判决反馈均衡电路以共享方式结合，实现组合均衡。同时利用Inductor Peaking技术将组合均衡器的工作带宽拓宽到10GHz并使功耗减少了41％。　　 2、对于时钟数据恢复电路：　　 本文提出并设计了周期性相位校准结构的新型时钟数据恢复电路。该电路在周期性校准状态比在连续校准状态节省了42％的功耗。　　 3、对于时钟产生和分布电路：　　 本文提出了基于非相关降采样FFT(Fast Fourier Translate)的数字信号处理方法可以对负责时钟产生的锁相环电路的参考杂波进行测量和补偿。本文设计了一种新型LC谐振时钟分布电路，功耗为传统CML差分时钟分布电路的1/4。