I2C和USB是两个应用非常广泛的总线标准。由于应用系统低成本、低功耗、小体积的设计要求,在SoC芯片中提供完整的I2C和USB协议功能已是大势所趋。针对嵌入式的应用,设计符合各自总线接口标准的总线收发器是实现I2C和USB在SoC芯片中集成的关键。本文分别设计了符合I2C与USB接口标准的I/O PAD电路。电路采用Top-Down的设计方法,分别进行了系统设计、电路模块设计、总体设计与参数模拟仿真和物理版图设计。在分析I/O PAD电路结构以及I2C、USB接口功能的基础上,设计了总线收发器的系统结构,并根据各自电气标准确定了系统的各项性能指标。重点优化设计与实现了各个电路模块,不但保证了电路的性能,而且有效地减小了芯片面积。采用施密特触发器有效地提高了输入电路的噪声容限;在低噪声转换速率控制输出驱动电路中,设计了独特的源极跟随电路结构,通过调整内部参照信号实现了输出转换速率的有效控制,达到了很好的噪声降低效果;增加5V输入电压保护电路可以使芯片工作在更宽的输入电压范围内。本文采用数模混合仿真方法,对各项性能指标进行了具体的模拟和分析,并最终实现了I2C快速模式总线收发器和USB全速总线收发器。文中所使用的模型参数和物理规则均按照SMIC 0.18um双电压N阱工艺进行。文中设计的I2C总线收发器版图面积为40μm x 200μm,平均功耗仅为200μW;USB总线收发器版图面积为200μm x 200μm,平均功耗为4mW。这两个电路各项性能指标均能很好的满足设计要求。