随着微处理器计算能力的快速提升，人们对宽带网络和高速通信系统的需求也越来越大；在短距离I/O接口通信中，串行通信逐渐取代了并行结构的地位，并获得愈加广泛的应用。时钟数据恢复（CDR）电路作为高速串行通信系统中的核心部分之一，其主要功能是从畸变的数据流中提取出同步的时钟信号，再利用该时钟对数据重新判决定时，消除传输过程中产生的失真和过量抖动。本文在对经典CDR电路的工作原理、设计架构，性能特征等进行分析比较的基础上，基于标准0.18μm CMOS工艺，设计了一款2.5Gb/s的半速率相位选择（PS）/插值（PI）型CDR电路。电路采用双环结构，着重给出相位跟踪环路的设计，包括半速率Bang-Bang型鉴相器、PS/PI电路、数字滤波器、数字控制器等模块。相位插值电路采用一种权重系数调节机制补偿输出相位的非线性，并且改进了PS/PI正交时钟电路，通过两个PS电路和两个PI电路产生一对正交时钟信号，相较于传统结构减少了两个PS电路，进而降低了复杂度和功耗；另外，数字模块电路包括数字滤波器和数字控制器，利用Verilog代码建立行为级模型，进一步通过EDA工具自动综合、自动布局布线生成晶体管级和版图级电路，相较于模拟设计方法，降低了设计难度。本设计整体芯片版图面积为0.825mm2，输入2.5Gb/s的伪随机序列情况下，系统恢复出的时钟信号的峰峰值抖动为18.6ps，数据信号的峰峰值抖动为21.1ps，功耗为72.4mW，可以满足短距离I/O接口通信的需求。