可编程逻辑核关键技术研究

发布时间：2024-06-29 21:01

　　可编程逻辑核,实质上是规模较小的FPGA(现场可编程门阵列),将其作为IP嵌入到集成电路中,可以缩短集成电路设计周期,降低投片风险,延长产品生命周期。 本课题来源于作者作为主研的国家高技术研究发展计划(863计划)项目“可编程逻辑电路核设计及编译开发”以及电子科技大学重点青年基金项目“SOPC关键技术研究”。 可编程逻辑IP核按可编程次数分为MTP(多次可编程)和OTP(一次可编程)。在MTP可编程逻辑IP核研究方向:近年来,哥伦比亚大学的Wilton等人提出了“软核”的概念以解决“硬核”在使用方面受到诸多限制的问题,但灵活易用的“软核”存在两个缺陷:一是不兼容传统FPGA的双向布线结构,这导致了一系列问题,比如布线不灵活,需要额外的布线资源,不能支持带反馈的时序逻辑,FPGA的成熟CAD算法、工具不能直接用于“软核”等;二是面积太大,是对应“硬核”面积的6倍之多。本文从“软核”设计的流程入手,分析出了导致其缺陷的主要因素,并在此基础上提出了一种新的设计方法,即“基于标准单元库+结构化描述”的设计方法,该方法采用结构化的硬件描述方式,直接调用标准库中的单元来构成可编程逻辑核中的基本单元...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1可编程逻辑器件发展历程

电子科技大学博士学位论文商都能提供结构上具有自身特点的PLD器件。其中应用最门阵列FPGA和复杂可编程逻辑器件(CPLD，ComplexPce)[7]。程逻辑器件的发展及其结构原理只读存贮器(PROM)可算是早期的可编程逻辑器件，包括紫(EPROM)和电可擦除只读存贮器....

图1-2可编程逻辑器件分类[16]

图1-2可编程逻辑器件分类[16]模较小，资源不够，只能实现规模较小的电路（1000门以下存器资源不足，且寄存器的结构限制教多，难于构成丰富的灵活，限制了片内资源的利用率。便，需要专用的编程工具。补这些缺陷，20世纪80年代中期，随着集成电路技术的进编程逻辑器件CP....

图1-4FPGA中CLB结构

图1-4FPGA中CLB结构[19]与CPLD实现组合逻辑采用的“与-或”阵列不同，FPGA采用查找表LU（Look-Up-Table)来实现组合逻辑。从本质上，查找表是一个RAM，目前FPGA中常使用的LUT为4输入LUT，一个4输入LUT....

图1-5浮栅编程开关[28]

FPGA由于触发器资源较多更适合于时序逻辑控制，而CPLD乘积项富而触发器资源有限更适合完成组合逻辑控制。、由于FPGA是门级编程，并且CLB之间采用分布式互联布线结构，决定迟的不可预测性，而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集线结构，决定了它的时....

本文编号：3997883