FDP FPGA芯片的设计实现

研究了新型的FDP FPGA电路结构及其设计实现.新颖的基于3输入查找表的可编程单元结构,与传统的基于4输入查找表相比,可以提高约11%的逻辑利用率;独特的层次化的分段可编程互联结构以及高效的开关盒设计,使得不同的互联资源可以快速直接相连,大大提高了可编程布线资源效率.FDP芯片包括1600个可编程逻辑单元、160个可用IO、内嵌16k双开块RAM,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺全定制方法设计并流片,其裸芯片面积为6.104mm×6.620mm.最终芯片软硬件测试结果表明:芯片各种可编程资源可以高效地配合其软件正确实现用户电路功能.     

MUX-buffer开关互连结构的FPGA芯片I/O互连设计

硬件结构及电子设计的质量是决定FPGA性能的两个重要因素。针对这两个方面,提出了一种通用的FP-GA芯片I/O互连结构,利用"回线"的终端互补原理对各种互连线的悬空终端进行连接。根据所提出的I/O互连结构的特点,在较少编程点的前提下,减少传输管级联个数,对多路选择器和缓冲器进行优化,提出了一种节省芯片面积且速度较快的基于MUX-Buffer结构的布线开关。该结构已在FPGA芯片中实现,对I/O互连的仿真及测试结果表明,所提出的结构及电路实现具有很好的延时可预测性,与常规MUX结构相比,面积-延时乘积降低了10%左右。     

FDP FPGA芯片的设计实现

研究了新型的FDP FPGA电路结构及其设计实现.新颖的基于3输入查找表的可编程单元结构,与传统的基于4输入查找表相比,可以提高约11%的逻辑利用率;独特的层次化的分段可编程互联结构以及高效的开关盒设计,使得不同的互联资源可以快速直接相连,大大提高了可编程布线资源效率.FDP芯片包括1600个可编程逻辑单元、160个可用IO、内嵌16k双开块RAM,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺全定制方法设计并流片,其裸芯片面积为6.104mm×6.620mm.最终芯片软硬件测试结果表明:芯片各种可编程资源可以高效地配合其软件正确实现用户电路功能.     

延迟优化的统一可编程互连电路设计和实现

本文设计了一种对可编程逻辑单元CLB和可编程输出单元IOB均具有统一结构的可编程互连电路。通过偏移互连线和回线技术,使得同种可编程互连线的负载分布均匀,保证了可编程逻辑器件FPGA芯片中信号传输的可预测性和规整性;同时,设计过程中对编程点和驱动器电路进行专门的优化设计,减少了5%延时。运用该互连电路到实例FPGA芯片--FDP芯片中,流片后实测数据表明：该可编程互连电路中各种互连线功能正确,可以正确地完成各种信号的互连,整个芯片的延迟统一而且可预测。