一種可編程器件的製作方法

2023-07-04 11:43:41

專利名稱：一種可編程器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及可編程器件。
背景技術：
可編程器件如FPGA、CPLD、DPGA等，其能夠為用戶提供可編程資源。可編程器件通常被用做測試、調試、仿真等，並且可編程器件的內部邏輯結構形式由配置數據來決定，因此，對可編程器件中的數據進行配置至關重要。可編程器件的數據重配置包括對引腳、時鐘等數據的重配置。然而，無論哪種可編程器件，在對其進行重配置時，都需要通過可編程器件的外部控制器或者內部控制模塊按照一定的時序發送指令，進而實現對該可編程器件的重配置。現有技術的可編程器件的重配置，或者不區分是否要在用戶模式下來完成，或者是通過單獨的命令使可編程器件強制退出用戶模式，然後才會啟動重配置操作。此種不區分用戶模式和非用戶模式的方式，可編程器件的重配置不夠靈活。而通過單獨命令使可編程器件退出用戶模式然後再啟動重配置操作，則不能實現在用戶模式下的重配置。

實用新型內容本實用新型提供了一種能解決以上問題的可編程器件。在第一方面，本實用新型提供了一種可編程器件。該可編程器件包括至少一個可配置單元、配置控制器、模式寄存器。該配置控制器一端與一外部存儲器相連，另一端連接至可配置單元、模式寄存器，以便其從該存儲器中讀取配置比特流，並從該配置比特流中獲取重配置數據和模式數據，進而向該模式寄存器發送相應可配置單元的模式數據，或者對相應可配置單元進行數據重配置。該模式寄存器與可配置單元相連，以便其根據接收到的且來自配置控制器的模式數據，並對該至少一個可配置單元進行模式配置。其中，在該模式寄存器對該至少一個可配置單元進行模式配置基礎上，該配置控制器對相應可配置單元進行數據重配置。進一步地，上述可編程器件與一個外部的重配置觸發單元相連，以便該重配置觸發單元向該配置控制器提供重配置命令以及提供上述配置比特流在存儲器中的地址，從而使該配置控制器在接收到該重配置命令後從該存儲器地址中讀取上述配置比特流。本實用新型通過調用不同配置比特流在完成重配置的同時，通過比特流的內容來區分是否在用戶模式下完成數據重配置，從而實現了對可編程器件的動態重配置。本實用新型僅需要外部控制器或內部控制模塊發送一種命令，並且本實用新型大大降低了可編程器件的外部控制器或內部控制模塊的設計複雜度，成本更低。

下面將參照附圖對本實用新型的具體實施方案進行更詳細的說明，在附圖中圖1是本實用新型一個實施例的可編程邏輯器件的動態重配置系統框圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型一個實施例的可編程邏輯器件的動態重配置系統框圖。該動態重配置系統包括重配置觸發單元110、NVM存儲器120、配置控制器131、模式寄存器132、可
配置單元，且該可配置單元數量為若干個(包括可配置單元1、可配置單元2......可配置
單元η)。其中，配置控制器131、模式寄存器132、可配置單元(包括可配置單元1、可配置
單元2......可配置單元η)構成一個可編程器件，且其集成在一個晶片(即可配置晶片)上。圖1中，NVM存儲器120可以是現有技術中的任意一種外部非易失存儲器，如 EEPROM、Flash等。該NVM存儲器120用於存儲多個配置比特流(包括重配置數據和模式數據)，並且各配置比特流是根據用戶需求而設定的。舉例說明，用戶的一個需求是可配置單元1、可配置單元3被配置成用戶模式，其他配置單元則被配置成非用戶模式等。上述用戶模式是指，在重配置某可配置單元時(此重配置是指對可配置單元的數據進行的重配置，如對引腳、時鐘等數據進行重配置)，該可配置單元的功能仍舊能夠正常使用。上述非用戶模式是指，在重配置某可配置單元時，該可配置單元正在執行的功能需要被中斷才能夠完成對相應數據的重配置，也就是說，需要退出該可配置單元正在執行的功能。舉例說明，若該動態重配置系統已經將可配置單元一IO單元(輸入/輸出單元)配置成用戶模式，則在對該IO單元進行數據重配置時，該IO單元的輸入輸出功能仍可以正常使用而不會受到影響；若動態重配置系統已經將可配置單元一IO單元(輸入/輸出單元)配置成非用戶模式，則在對該IO單元進行數據重配置時，則該IO單元是在其輸入輸出功能被中斷的情況下完成的重配置。該重配置觸發單元110用於向配置控制器131發送重配置命令，並將配置比特流 (包括重配置數據和模式數據)在NVM存儲器120中的存儲地址發送至該配置控制器131 中。其中，NVM存儲器120中存儲的是以幀為單位，且每一配置比特流中包含若干幀(下面有對該幀格式進行詳細闡述)。一個例子中，該重配置觸發單元110由若干開關來實現。該配置控制器131在接收到來自該重配置觸發單元110的重配置命令後，其從該重配置觸發單元110所指定的NVM存儲器中相應地址開始讀取配置比特流，並根據所讀取的配置比特流，來對該模式寄存器132進行設置或者對各可配置單元進行數據重配置。其中，該NVM存儲器120所存儲的地址中包含各可配置單元的模式數據(包括用戶模式和非用戶模式)，以及各可配置單元的重配置數據或某些可配置單元的重配置數據。該模式寄存器132依據配置控制器131的設置，對各個可配置單元(包括可配置
單元1、可配置單元2......可配置單元η)的模式進行配置，即將各可配置單元配置成用戶
模式或非用戶模式。下面對該NVM存儲器、配置控制器、模式寄存器、可配置單元的工作原理做進一步闡述。圖1中，該配置控制器131的作用是讀取外部NVM存儲器120中的數據再做分析， 並將分析得到的結果寫入該模式寄存器131或者相應可配置單元中。一個例子中，該配置控制器131讀取數據的方式是上電時從0地址開始讀取並完成第一次配置，並在該重配置觸發單元Iio發起重配置命令時，該配置控制器131從該重配置觸發單元110所指示的地址開始讀取數據。在NVM存儲器120中，其存儲數據是按照一定的格式來實現的。具體地，該NVM存儲器120存儲的數據以幀為基本單位，且每一配置比特流包含若干個幀。一個例子中，該NVM存儲器120中的每一幀包含一個32比特的Header (指令)和一個Nx32 (32的整數倍)比特的Data (數據)，並且該幀用於配置模式寄存器132和可配置單元。其中，Header用於指示配置的對象，以及配置對象所需要的數據長度；Data是配置指定對象所需的數據。具體的幀格式參見表2，Header格式參見表1。Header 格式為
權利要求1.一種可編程器件，其特徵在於，包括至少一個可配置單元以及包括配置控制器和模式寄存器；所述配置控制器一端與一外部存儲器相連，另一端連接至所述可配置單元、模式寄存器，以便其從該存儲器中讀取配置比特流，並從該配置比特流中獲取重配置數據和模式數據，進而向該模式寄存器發送相應可配置單元的模式數據，或者對相應可配置單元進行數據重配置；所述模式寄存器與所述可配置單元相連，以便其根據接收到的且來自所述配置控制器的模式數據，對所述至少一個可配置單元進行模式配置；其中，在該模式寄存器對該至少一個可配置單元進行模式配置基礎上，該配置控制器對相應可配置單元進行數據重配置。
2.如權利要求1所述的一種可編程器件，其特徵在於，所述存儲器為NVM存儲器。
3.如權利要求1所述的一種可編程器件，其特徵在於，所述可編程器件與一個外部的重配置觸發單元相連，以便該重配置觸發單元向該配置控制器提供重配置命令以及提供所述配置比特流在存儲器中的地址，從而使該配置控制器在接收到該重配置命令後從該存儲器地址中讀取所述配置比特流。
專利摘要本實用新型涉及一種可編程器件。本實用新型包括至少一個可配置單元以及包括配置控制器和模式寄存器。該配置控制器一端與一外部存儲器相連，另一端連接至可配置單元、模式寄存器，以便其從該存儲器中讀取配置比特流，並從該配置比特流中獲取重配置數據和模式數據，進而向該模式寄存器發送相應可配置單元的模式數據，或者對相應可配置單元進行數據重配置。該模式寄存器與可配置單元相連，以便其根據接收到的且來自配置控制器的模式數據，並對所述至少一個可配置單元進行模式配置。其中，在該模式寄存器對該至少一個可配置單元進行模式配置基礎上，該配置控制器對相應可配置單元進行數據重配置。本實用新型成本低，能夠應用於可編程器件中。
文檔編號G11C16/10GK202049755SQ201120148968
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者朱建彰, 李大偉, 王強, 王潘豐, 鄒麗娜 申請人:京微雅格(北京)科技有限公司