Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Программируемая пользователем вентильная матрица - Архитектура

ППВМ включают в себя три главных программируемых элемента: нескоммутированные программируемые логические блоки, блоки ввода-вывода и внутренние связи. ПЛБ являются функциональными элементами для построения логики пользователя, БВВ обеспечивают связь между контактами корпуса и внутренними сигнальными линиями. Программируемые ресурсы внутренних связей обеспечивают управление путями соединения входов и выходов ПЛБ и блоков ввода-вывода на соответствующие сети. Все каналы трассировки имеют одинаковую ширину. Большинство блоков БВВ вписываются либо в одну строку, либо в один столбец массива вентилей.

Логический блок классической ППВМ состоит из таблицы поиска на 4 входа и триггера. В последние годы производители начали переходить на таблицы поиска с 6 входами в высокопроизводительных частях схемы, объясняя это необходимостью повышения производительности.

Типичный логический блок

Логический блок имеет таблицу поиска на 4 входа и вход синхронизации. Выход блока только один, это может быть регистровая или нерегистровая выходная таблица поиска. Поскольку сигналы синхронизации в коммерческих ППВМ трассируются особым образом специальными трассировочными цепями, управление этими сигналами делается отдельно.

Для приведённого примера архитектуры расположение контактов логического блока показано ниже.

Расположение контактов логического блока

Входы расположены на отдельных сторонах логического блока, выходной контакт может трассироваться в двух каналах: либо справа от блока, либо снизу. Выходные контакты каждого логического блока могут соединяться с трассировочными сегментами в смежных каналах. Аналогично, контактная площадка блока ввода-вывода может соединяться с трассировочным элементом в любом смежном канале. Например, верхняя контактная площадка чипа может соединяться с любым из W проводников в горизонтальном канале, расположенном непосредственно под ним.

Как правило, трассировка ППВМ несегментирована, то есть каждый сегмент проводника соединяет только один логический блок с переключательным блоком. Из-за огибания программируемых переключателей в переключательном блоке трассировка получается более длинной. Для увеличения скорости внутрисистемных соединений, в некоторых архитектурах ППВМ используются более длинные трассировочные соединения между логическими блоками.

В месте пересечения вертикальных и горизонтальных каналов создаются переключательные блоки. При такой архитектуре для каждого проводника, входящего в переключательный блок, существуют три программируемых переключателя, которые позволяют ему подключаться к трём другим проводникам в смежных сегментах канала. Модель или топология выключателей, используемая в этой архитектуры, является планарной или доменной топологией переключательных блоков. В этой топологии проводник трассы номер один подключается только к проводнику трассы номер один в смежных каналах, проводник трассы номер 2 подключается только к проводникам трассы номер 2 и так далее. На рисунке ниже показаны соединения в переключательном блоке.

Топология переключательного блока

Современные семейства ППВМ расширяют перечисленные выше возможности и включают встроенную функциональность высокого уровня. Имея эти общие функции, встроенные в кремний, можно сократить площадь кристалла, к тому же эти функции будут работать быстрее, чем если их создавать на базе примитивов. Примерами таких функций являются мультиплексоры, блоки цифровой обработки сигналов, встроенные процессоры, быстрая логика ввода-вывода и встроенная память.

ППВМ также широко применяются для систем проверки пригодности, в том числе в докремниевой и послекремниевой проверке пригодности, а также при разработке встроенных программ. Это позволяет компаниям-производителям интегральных схем проверять работоспособность своих устройств до изготовления их на заводе, сокращая время выхода изделия на рынок.