随着集成电路的进步以及信息技术的不断发展,信息处理能力不断提高,通信带宽的不断增加,传统并行接口已经无法满足更高速通信带宽要求。SerDes架构成为高速I/O接口的关键技术。本文基于某款自研SerDes芯片,设计了适配该SerDes的控制器,完成了SerDes上下电、速率模式、功耗模式的切换;设计寄存器区间以及读写逻辑,为SerDes提供寄存器访问功能。为SerDes设计了内建自测试模块以及相应数据通路。(1)在分析了SerDes结构与工作原理的基础上,确定了SerDes上电策略,完成SerDes上电与速率模式切换电路的设计。根据PCIe协议对功耗模式的规定,确定四种电源态的控制信号值,并设计了电源态转换电路。(2)为方便SerDes的配置与状态监测,设计了寄存器空间与寄存器逻辑电路,通过改写寄存器可控制SerDes大部分功能,并可以通过读取监控寄存器获取SerDes的工作状态信息,提升了SerDes的可配置性与可监测性。(3)为了解决SerDes芯片测试困难问题,保证数据传输的正确性,为SerDes设计了内建自测试模块,设计了位宽可变、随机样式可配置的并行伪随机序列生成器,使用Verilog循环生成语句描述的方式设计并行伪随机序列生成逻辑,有效代码行数减少87.3%,有效降低了设计复杂度,提高了设计效率,并采取多周期同步机制完成环回数据正确性比较。还设计了相应的数据通路,可支持SerDes的正常数据传输和环回检测。(4)最后在比较了几种模拟电路模型之后,结合实际情况,选择基于Verilog模型的方式进行SerDes与控制器整体仿真验证,对SerDes电路进行Verilog建模,搭建了基于Verilog的验证环境,用NC-verilog验证了SerDes与控制器整体功能的正确性;基于UMC 28nm CMOS工艺对Se Des控制器进行了逻辑综合,分析了时序、面积、与功耗信息,综合结果满足设计指标要求。