面積有效可分裂邏輯元件的製作方法
2023-05-23 06:51:46
專利名稱：面積有效可分裂邏輯元件的製作方法
技術領域：
本申請涉及與可編程邏輯裝置或其它類似裝置一起使用的邏輯元件。
背景技術：
可編程邏輯裝置(「PLD」)(有時也稱為CPLD、PAL、PLA、FPLA、EPLD、EEPLD、LCA、FPGA或其他名稱)，是公知的集成電路，所述集成電路提供具有定製集成電路靈活性的固定集成電路(fixed integrated circuit)的優勢。這種裝置為本領域公知並且特別設置了一種具有至少一個能夠進行電子編程以滿足用戶需求的部分的「不用定製(off the shelf)」裝置。特定用途集成電路(ASIC)傳統意義上是固定集成電路，然而有可能提供具有一個或多個可編程的部分的ASIC，因此，對於集成電路裝置有可能同時具有ASIC和PLD的性質。這裡使用的術語PLD將認為足夠廣泛以便包括這類裝置。
PLD通常包括邏輯元件塊，邏輯元件塊有時稱為邏輯陣列塊(「LAB」)或「可配置邏輯塊」(CLB)。也被稱為其他名稱例如「邏輯電路」或「邏輯單元」的邏輯元件(LE)可以包括查找表(LUT)、產品項、進位鏈、寄存器和其他元件。
包含基於LUT的邏輯元件的邏輯元件通常包括保存配置數據的可配置元件，所述可配置元件確定由邏輯元件執行的特定功能。典型的LUT電路可以包括保存數據(「1」或「0」)的RAM位。然而，也可以使用其他類型的可配置元件。一些實例可以包括靜態、磁、鐵電體或動態隨機訪問存儲器、電擦只讀存儲器、快閃記憶體、熔絲和反熔絲可編程連接。配置元件的編程也可以通過裝置製造期間的掩模編程實現。雖然掩模編程可能相對於一些已經列出的可場地編程的選擇具有缺點，它可以用於某些高容量應用程式。由於此目的，通常的術語「存儲器元件」將用於稱呼任何可以配置從而確定由PLD執行的功能的可編程元件。
如上面討論的，通常利用作為基本邏輯元件的查找表(LUT)構建PLD。例如，一個K輸入查找表(K-LUT)通常包括2K個可編程存儲器元件，以及一個2K∶1復用器樹，在K個到復用器的選定輸入的控制下選擇一個儲存元件。這些K輸入可以理解為一個K輸入邏輯函數的輸入，所述邏輯函數可以通過將存儲器元件的內容設定到適當的數值實現任何特定要求的邏輯功能。
在成本和用LUT構建的邏輯電路的速度之間具有折衷。通常每個LUT的成本隨K的選擇按指數規律增長，但是構建一個邏輯電路所需的LUT的數量隨著K的增大下降的更慢。然而，串聯的LUT的數量對於一個更大的K值將減少，所以使邏輯電路更快。例如，當K＝4，要求用十六個存儲器元件和一個16∶1復用器構建一個單個LUT，以及對於K＝6，要求用六十四個存儲器元件和一個64∶1復用器構建一個單個LUT。一個給定的邏輯電路可能需要一千個4-LUT，但是只有八百個6-LUT。在這種假設下，因為減少的LUT數量不足以補償每個LUT的更大的複雜性，所以需要更多的硬體來構建6-LUT邏輯元件。然而，增加的6-LUT電路硬體需求通過延遲的減少來彌補。通過邏輯電路的最長的路徑可以是十個4-LUT對八個6-LUT。因此6-LUT形式的電路可能更大，但更快。另外，6-LUT電路可能在PLD上需要更少的可編程布線，補償它的一些高成本。
更大的LUT缺乏效率的一個原因在於不是所有的邏輯功能都使用所有的K個輸入。如上面描述的實例，八百個6-LUT可能實際包括三百個6輸入函數、三百個5輸入函數、一百個4輸入函數和一百個3輸入函數。因此，該基於6-LUT的LE只在三百而不是八百種情況下用到它的最充分程度。
因此，需要具有可編程結構的邏輯元件，所述邏輯元件可以配置為實現一個相對大的LUT或多重小LUT。
發明內容
在一個典型實施方式中，一個可分裂邏輯元件(fracturablelogic element)包括第一、第二、第三和第四兩輸入查找表(2-LUT)。每個2-LUT包括四個存儲器元件。每個存儲器元件配置為保存一個數據位。可分裂邏輯元件還包括一六輸入組合和配置為工作在第一模式和第二模式下的控制電路。當控制電路工作在第一模式時，利用六輸入組合中的四個和第一、第二、第三和第四2-LUT產生第一組合輸出。當控制電路工作在第二模式時，利用六輸入組合中的三個的第一子組合和第一、第二2-LUT產生第二組合輸出。另外，當控制電路工作在第二模式時，利用六輸入組合中的三個的第二子組合和第三、第四2-LUT產生第三組合輸出，第一和第二子組合是六輸入組合的不相交子組合。
圖1是典型的兩輸入查找表(2-LUT)的示意圖；圖2是典型的可分裂邏輯元件的示意圖；圖3是另一個典型的可分裂邏輯元件的示意圖；圖4是另一個典型的可分裂邏輯元件的示意圖；圖5是另一個典型的可分裂邏輯元件的示意圖；圖6是另一個典型的可分裂邏輯元件的示意圖；圖7是另一個典型的可分裂邏輯元件的示意圖；圖8是典型的作為2∶1復用器樹使用的4∶1復用器的示意圖；圖9是另一個典型的可分裂邏輯元件的示意圖；以及圖10典型數據處理系統的框圖。
具體實施例方式
參考圖1，圖1描述了典型的兩個輸入的查找表(2-LUT)100。2-LUT 100包括連接到2∶1復用器104、106的存儲器元件102。尤其，每個存儲器元件102可以保存一個數據位(例如，1或0)，並且每個存儲器元件結合以提供數據位給復用器104、106。如圖1所示，復用器104、106的控制輸入端連接到輸入端110。復用器104、106的輸出端連接到2∶1復用器108。復用器108的控制輸入端連接到輸入端112。因此，輸入端110、112可以用於選擇存儲器元件102中的任意一個作為2-LUT 100的輸出端114。
參考圖2，圖2描述了可分裂邏輯元件(fracturable logicelement)200的第一個典型的實施例。邏輯元件200包括四個2-LUT 202、204、206和208和六個輸入端210、212、214、216、218和220的組合。每個2-LUT 202、204、206和208包括四個存儲器元件。因此，邏輯元件200包括總共十六個存儲器元件，存儲器元件也稱為LUT掩模。為了更進一步的描述可分裂邏輯元件，見專利申請號10/364310，題目為可分裂查找表和邏輯元件(FRACTURABLE LOOKUP TABLE AND LOGIC ELEMENT)，在2003年2月10日提交的美國專利申請，在此作為引用全部包括進來。
邏輯元件200包括控制電路222，控制電路222以第一模式和第二模式運行。在控制電路222的第一模式中，邏輯元件200作為單個4-LUT運行，在此用到六個輸入端組合的四個和六個輸入端中的兩個沒有用到。在控制電路222的第二模式中，邏輯元件200作為兩個3-LUT(例如，第一3-LUT 201和第二3-LUT 203)，在此，六個輸入端的第一子組合用於第一3-LUT 201，六個輸入端的第二子組合用於第二3-LUT 203，並且在此第一和第二子組合的輸入端是不同的。
特別地，如圖2所示，控制電路222包括連接到復用器226、228的控制輸入端上的控制位224。輸入端210和216連接到復用器226上。輸入端212、214連接到復用器228上。復用器226、228的輸出端連接到2-LUT 202、204的輸入端。2-LUT 202、204的輸出端連接到復用器230的輸入端。輸入端214、216也連接到2-LUT 206、208的輸入端。2-LUT 206、208的輸出端連接到復用器242的輸入端。通過復用器246，輸入端218連接到復用器230的控制輸入端。輸入端218還連接到復用器242的控制輸入端。通過復用器234，復用器242的輸出端連接到復用器238的輸入端。復用器230的輸出端連接到復用器238的另一輸入端。通過邏輯門240，輸入端220連接到復用器238的控制輸入端。
因此，當控制電路222以第一模式運行時，控制位224控制復用器226、228選擇輸入端214、216而不是輸入端210、212作為復用器226、228的輸出端。因此，輸入端214、216除了用作2-LUT 206、208的輸入端，還用作2-LUT 202、204的輸入端。輸入端218控制復用器230、242在2-LUT 202、204、206和208的輸出端中進行選擇。控制位224還控制復用器234選擇復用器242的輸出端作為復用器234的輸出端。通過邏輯門240，輸入端220控制復用器238在復用器230的輸出端和復用器234的輸出端之間選擇。因此，輸出線(output line)234輸出四個輸入端214、216、218和220的組合輸出。
當控制電路222以第二模式運行時，控制位224控制復用器226、228選擇輸入端210、212而不是輸入端214、216作為復用器226、228的輸出端。因此，輸入端210、212用作2-LUT 202、204的輸入端。通過復用器246，輸入端218控制復用器230在2-LUT 202、204的輸出之間選擇。因此，輸出線(output line)232輸出三個輸入端210、212和218的組合輸出。
此外，當控制電路222以第二模式運行時，輸入端214、216被用作2-LUT 206、208的輸入端。輸入端220控制復用器236在2-LUT 206、208的輸出之間選擇。控制位224選擇復用器236的輸出作為復用器234的輸出。控制位224通過邏輯門240還控制復用器238選擇復用器234的輸出作為復用器238的輸出。因此，輸出線(output line)234輸出三個輸出端214、216和220的組合輸出。
在本典型實施例中，邏輯元件200包括運算電路243以執行一位運算(one-bit arithmetic)。如圖2所示，運算電路243包括連接到復用器246的輸入端的進位鏈輸入端(Cin)244，進位鏈輸入端(Cin)244由前面的邏輯元件(previous logicelement)產生。控制位248控制復用器246在輸入端218和進位鏈輸入端244之間選擇。復用器246的輸出控制復用器230。因此，在運算模式中，復用器230可以產生基於2-LUT 202、204的輸入端和進位鏈輸入端244的算術和。另外，如圖2的描述，進位鏈輸入端244控制復用器250產生進位鏈輸出(Cout)252，進位鏈輸出(Cout)端252接入後面的邏輯元件。
在本典型實施例中，邏輯元件200包括觸發器254以在輸出線(output line)256上產生寄存輸出(registered output)。如圖2的描述，觸發器254接收時鐘信號258，並且觸發器254的數據輸入端連接到復用器260的輸出端。控制位262控制復用器260在復用器230和復用器238的輸出之間選擇，復用器230輸出三個輸入端210、212、218的組合輸出，復用器238輸出四個輸入端214、216、218和220的組合輸出。因此，輸出線(outputline)256輸出三個輸入端210、212和218的寄存輸出(registered output)或四個輸入端214、216、218和220的寄存輸出(registered output)。
參考圖3，描述了邏輯元件200的第二典型實施例。邏輯元件200的第二典型實施例包括第一典型實施例的特點，並且具有增加的3∶1復用器302、304以減少輸出線(output line)的數量，從3個輸出線減少到兩個輸出線，這樣可以減少所需驅動器的數量。如圖3的描述，復用器302、304每個都連接到輸出線232、234和256。因此，在輸出線306、308上的復用器302、304的輸出各自可以在輸出線232、234和256中選擇。
參考圖4，圖4描述了邏輯元件200的第三典型實施例。邏輯元件200的第三典型實施例包括第一典型實施例的特點，並且具有增加的邏輯門402以執行4∶1復用模式。如圖4所示，邏輯門402為一個或門，且具有連接到控制位224、404的輸入端和連接到邏輯門240的輸入端以及復用器234的控制輸入端的輸出端。
為了在4∶1復用模式中運行，控制位224控制復用器226、228以選擇輸入端210、212。通過復用器246，輸入端218控制復用器230以在輸入端210、212之間選擇。輸入端218還控制復用器242在輸入端214、216之間選擇。正確設置控制位404以控制復用器234選擇復用器242的輸出作為到復用器234的輸出，並且強制輸入端220通過邏輯門240控制復用器238。因此，輸入端220控制復用器238以在復用器230(輸入端210、212)的輸出和復用器234(輸入端214、216)的輸出之間選擇。需要注意，復用器(例如，復用器226)的順序可以修改因此在維持SRAM結構位的對偶運算時，該控制行為是可能的。
參考圖5，描述了邏輯元件200的第四典型實施例。邏輯元件200的第四典型實施例包括第三典型實施例的特點，並且具有增加的復用器302、304以減少輸出線的數量，從三個輸出線減少到兩個輸出線，這樣減少所需驅動器的數量。如圖5的描述，復用器302、304每個都連接到輸出線232、234和256上。因此，在輸出線306、308上的復用器302、304的輸出各自被從輸出線232、234和256中選擇。
參考圖6，圖6描述了邏輯元件200的第五典型實施例。邏輯元件200的第五典型實施例包括第三典型實施例的特點，但是還具有包括加法電路600、602以執行兩位運算的運算電路243。邏輯元件200的第五典型實施例還包括第二觸發器626和第四輸出線628。
加法電路600包括異或門(XOR)604，異或門具有連接到輸入端210、212的輸入端。復用器606的輸入端接收異或門604的輸出和經過反相器608反相的異或門604輸出。復用器606的控制輸入端連接到進位鏈輸入端244。因此，在運算模式中，復用器606可以產生基於輸入端210、212和進位鏈輸入端244的算術和。復用器610的輸入端連接到復用器606和復用器230的輸出端。復用器610的控制輸入端連接到控制位612。因此，控制位612控制復用器610在由復用器606產生的和與復用器230的輸出之間選擇。
加法電路602包括異或門616，異或門616的輸入端連接到輸入端214、216。復用器618的輸入端接收異或門616的輸出和經過反相器620的反相的異或門616的輸出。因此，在運算模式中，復用器618可以產生基於輸入端214和216的算術和。復用器622的輸入端連接到復用器618和復用器236的輸出端。復用器622的控制輸入端連接到控制位624。因此，控制位624控制復用器622在由復用器618產生的和與復用器236的輸出之間選擇。
在本典型實施例中，邏輯元件200包括第二觸發器626以在輸出線628上產生第二寄存輸出。如圖6的描述，觸發器626接收時鐘信號258，並且觸發器626的數據輸入端連接到復用器630的輸出端。控制位632控制復用器630以在復用器610和復用器238的輸出之間選擇。
參考圖7，圖7描述了邏輯元件200的第六典型實施例。在本典型實施例中，邏輯元件200可以執行兩個四輸入邏輯函數，兩個四輸入邏輯功能共享2-LUT 202、204、206和208的邏輯元件/LUT掩模。
如圖7所示，在本典型實施例中，第一4∶1復用器702接收每個2-LUT 202、204、206和208的輸入。第二4∶1復用器704也接收每個2-LUT 202、204、206和208的輸入。控制電路222包括連接到復用器708、710的控制輸入端的控制位706。輸入端210、218連接到復用器708的輸入端。復用器708的輸入端連接到2-LUT 202、204的輸入端。2-LUT 202、204的輸出端連接到4∶1復用器702、704。輸入端218也連接到復用器710的輸入端。復用器710的輸出端連接到4∶1復用器702的控制輸入端。輸入端220連接到4∶1復用器702的另一個控制輸入端。
控制電路222還包括連接到復用器714、716的控制輸入端的控制位712。輸入端212、216連接到復用器714的輸入端。復用器714的輸出端連接到2-LUT 206、208的輸入端。2-LUT 206、208的輸出端連接到4∶1復用器702、704。輸入端216連接到4∶1復用器704的控制輸入端。輸入端214連接到4∶1復用器704的另一個控制輸入端。
當控制電路222以第一模式運行時，控制位706控制復用器708以選擇輸入端210而不是輸入端218作為復用器708的輸出。控制位712控制復用器714選擇輸入端212作為復用器714的輸出。因此，除了用作2-LUT 202、204的輸入端外，輸入端210、212還用作2-LUT 206、208的輸入端。控制位706控制復用器710選擇輸入端218作為復用器710的輸出端。因此，4∶1復用器702由輸入端218、220控制，並且4∶1復用器702的輸出是四個輸入端210、212、218和220的組合輸出。此外，控制位712控制復用器716選擇輸入端216作為復用器716的輸出端。因此，4∶1復用器702由輸入端214、216控制，並且4∶1復用器704的輸出是四個輸入端210、212、214和216的組合輸出。
當控制電路222在第二模式中運行時，控制位706控制復用器708選擇輸入端218而不是輸入端210作為復用器708的輸出端。因此，輸入端212、218用作2-LUT 202、204的輸入端。輸入端220控制4∶1復用器702。因此，4∶1復用器702的輸出是三個輸入端212、218和220的組合輸出。
此外，當控制電路222在第二模式運行時，控制位712控制復用器714選擇輸入端216作為復用器714的輸出端。因此，輸入端210、216用作2-LUT 206、208的輸入端。輸入端214控制4∶1復用器704。因此，4∶1復用器704的輸出是三個輸入端210、214和216的組合輸出。
應該認識到，每個4∶1復用器702、704可以實現為多個2∶1復用器的樹型結構。例如，參考圖8，4∶1復用器702可以實現為三個2∶1復用器802、804、806的樹。復用器802的輸入端分別連接到2-LUT 202(圖7)和2-LUT 204(圖7)的輸出端。復用器804的輸入端分別連接到2-LUT 204(圖7)和2-LUT 208(圖7)的輸出端。復用器802、804的控制輸入端連接到輸入端218。復用器802、804的輸出端連接到復用器806的輸入端。復用器806的控制輸入端連接到輸入端220。
對於共享的LUT掩模的附加的描述，見專利申請號10/810117，題目為綜合性邏輯元件，於2004年3月25日提交的美國專利申請，在此該專利作為引用全部包括進來，和專利申請號為10/351026，題目為具有共享查找表的邏輯電路，於2003年1月24日提交的美國專利，在此該專利作為引用全部包括進來。
參考圖9，描述了邏輯元件200的第七典型實施例。邏輯元件200的第七典型實施例包括第六典型實施例的特點，並且具有增加的復用器902以執行4∶1復用模式。如圖9的描述，復用器902在控制位904的控制下在輸入端210和輸入端214之間選擇。
為了在4∶1復用模式中運行，控制位706控制復用器708選擇輸入端210。控制位904控制復用器902選擇輸入端214。控制位712控制復用器714選擇輸入端216。因此輸入端210、212、214和216用作4∶1復用器702的輸入端。輸入端218、220控制4∶1復用器702。
參考圖10，圖10描述了典型的數據處理系統1000。數據處理系統1000包括PLD 1010，PLD 1010可以包括如上面所討論的邏輯元件200的實施例。PLD 1010包括多個邏輯陣列塊(LAB)，例如示出的LAB 1012。(僅僅示出了一個LAB以避免過度複雜化附圖。)LAB 1012包括多個邏輯元件，例如示出的邏輯元件200。(僅僅示出了一個邏輯元件以避免過度複雜化附圖。)數據處理系統1000可以包括一個或多個下面的元件處理器1040；存儲器1050；輸入/輸出(I/O)電路1020；和外圍設備1030。這些元件通過系統總線1060連接起來並且組裝在電路板1070上，電路板1070位於終端用戶系統1080內。
數據處理系統1000可以用於很多種應用中，例如計算機網絡、數據網絡、儀器儀表(instrumentation)、視頻處理、數位訊號處理或任何其它期望使用可編程邏輯或可重複編程邏輯優點的應用中。PLD 1010可用於執行多種不同的邏輯功能。例如，PLD 1010可以作為處理器或控制器，處理器或控制器與處理器1040(或，在可選的實施例中，PLD本身作為單獨的系統處理器)聯合工作。PLD 1010還可以用作判別器以判別系統1000內的共享資源的訪問。然而在另一個例子中，PLD 1010可以作為處理器1040和系統1000內的其它元件中的一個之間的界面。需要注意，系統1000僅僅是用於示例的。
儘管描述了多種典型實施例，可以理解本領域技術人員可以做多種修改和改動。
權利要求
1.一種可分裂邏輯元件，其特徵在於，包括第一、第二、第三和第四兩輸入查找表(2-LUT)，其中每個2-LUT包括四個存儲器元件，每個存儲器元件配置為保存一個數據位；一個六輸入組合；以及配置為工作在第一模式和第二模式下的控制電路，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，利用所述六輸入組合中的四個和所述第一、第二、第三和第四2-LUT產生第一組合輸出，其中，當所述控制電路工作在第二模式時，利用所述六輸入組中的三個的第一子組合和所述第一、第二2-LUT產生第二組合輸出，以及當所述控制電路工作在第二模式時，利用所述六輸入組合中的三個的第二子組合和所述第三、第四2-LUT產生第三組合輸出，所述第一和第二子組合是所述六輸入組合的不相交子組合。
2.根據權利要求1所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一復用器，具有連接到所述六輸入組合的第一和第四輸入的輸入和連接到所述第一和第二2-LUT的輸出；第二復用器，具有連接到所述六輸入組合的第二和第三輸入的輸入和連接到所述第一和第二2-LUT的輸出；其中，所述控制電路連接到第一和第二復用器的控制輸入端，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一和第二復用器選擇第四和第三輸入作為從所述第一和第二復用器到所述第一和第二2-LUT的輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一和第二復用器選擇第一和第二輸入作為從所述第一和第二復用器到所述第一和第二2-LUT的輸出。
3.根據權利要求2所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括復用器體系，連接到第一、第二、第三和第四2-LUT，其中，當控制電路工作在第二模式時，第一、第二、第三和第四輸入被復用器體系復用，六輸入組合中的第五和第六輸入用作復用器體系的控制輸入。
4.根據權利要求3所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，所述復用器體系包括第三復用器，具有連接到所述第一和第二2-LUT的輸入端和一個連接到所述第五輸入端的控制輸入端；第四復用器，具有連接到所述第三和第四2-LUT的輸入端和一個連接到所述第五輸入端的控制輸入端；第五復用器，具有連接到所述第三和第四復用器的輸入端和一個連接到所述第六輸入端的控制輸入端。
5.根據權利要求4所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第六復用器，具有連接到所述第三和第四2-LUT的輸入端和一個連接到所述第六輸入端的控制輸入端；第七復用器，連接在所述第四和第五復用器之間，其輸入端連接到所述第四和第六復用器；第一邏輯門，連接到所述第七復用器的控制輸入端；以及第二邏輯門，連接到所述第五復用器的控制輸入端，其輸入端則連接到所述第一邏輯門和所述第六輸入端。
6.根據權利要求1所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括運算電路，具有連接到前面的邏輯元件的進位鏈輸入端，和連接到後面的邏輯元件的進位鏈輸出端，其中，所述運算電路配置為基於所述第一和第二2-LUT的輸出端和所述進位鏈輸入端產生算術和。
7.根據權利要求1所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一加法電路，連接到進位鏈輸入端和所述六輸入組合的第一和第四輸入端，其中，所述第一加法電路基於所述進位鏈輸入端和所述六輸入組合的第一和第四輸入端產生算術和。第二加法電路，連接到所述六輸入組合的第三和第四輸入端，其中，第二加法電路基於所述六輸入組合的第三和第四輸入端產生算術和。
8.根據權利要求1所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括觸發器，連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT的輸出端，以利用所述六輸入組合的四個生成第一寄存輸出，或利用六輸入組合的三個的第一子組合生成第二寄存輸出。
9.根據權利要求8所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一輸出線，連接到所述第一和第二2-LUT的輸出端；第二輸出線，連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT的輸出端；第三輸出線，連接到所述觸發器；第一復用器，具有連接到所述第一、第二、第三輸出線的輸入端；第二復用器，具有連接到所述第一、第二、第三輸出線的輸入端。
10.根據權利要求1所述的可分裂邏輯元件，還包括第一4:1復用器，具有連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT的輸入端；以及第二4:1復用器，具有連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT的輸入端。
11.根據權利要求10所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一復用器，具有與所述六輸入組合的第五和第一輸入連接的輸入端和連接到所述第一和第二2-LUT的輸出端；以及第二復用器，具有與所述六輸入組合的第二和第四輸入連接的輸入端和連接到所述第三和第四2-LUT的輸出端，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一4:1復用器產生所述六輸入組合的第一、第二、第五和第六輸入的第一組合輸出，並且所述第二4:1復用器產生所述六輸入組合的第一、第二、第三和第四輸入的第一組合輸出，以及其中，當控制電路工作在第二模式時，所述第一4:1復用器產生所述六輸入組合的第二、第五和第六輸入的第二組合輸出，並且所述第二4:1復用器產生所述六輸入組合的第一、第三和第四輸入的第三組合輸出。
12.根據權利要求11所述的可分裂邏輯元件，還包括第三復用器，具有與所述第一和第三輸入連接的輸入端，其中，當所述第一復用器將所述六輸入組合的第一輸入輸出到所述第一2-LUT並且所述第二復用器將所述六輸入組合的第四輸入輸出到所述第四2-LUT並且所述第三復用器將所述六輸入組合的第三輸入輸出到所述第三2-LUT時，所述第一4:1復用器將所述第一、第二、第三和第四輸入復用而所述第五和第六輸入作為第一4:1復用器的控制輸入使用。
13.根據權利要求10所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，所述第一4:1復用器是2:1復用器樹。
14.一種可編程邏輯裝置，其特徵在於，包括根據權力要求1的邏輯元件。
15.一種數據處理系統，其特徵在於，包括根據權力要求13的可編程邏輯裝置。
16.一種可分裂邏輯元件，其特徵在於，包括第一、第二、第三和第四兩輸入查找表(2-LUT)，其中每個2-LUT包括四個存儲器元件，每個存儲器元件配置為保存一個數據位；一個六輸入組合；一組復用器，所述復用器具有連接到所述六輸入組合的四個的輸入端，並且具有連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT中至少兩個的輸出端；以及連接到所述復用器組並且配置為工作在第一模式和第二模式下的控制電路，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，利用所述六輸入組合中的四個和所述第一、第二、第三和第四2-LUT產生第一組合輸出，其中，當所述控制電路工作在第二模式時，利用所述六輸入組合中的三個的第一子組合和所述第一、第二2-LUT產生第二組合輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，利用所述六輸入組合中的三個的第二子組合和所述第三、第四2-LUT產生第三組合輸出，所述第一和第二子組合是所述六輸入組合的不相交子組合。
17.根據權利要求16所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一復用器，具有與所述六輸入組合的第一和第四輸入連接的輸入端和連接到所述第一和第二2-LUT的輸出端；第二復用器，具有連接到所述六輸入組合的第二和第三輸入的輸入端和連接到所述第一和第二2-LUT的輸出端；其中，所述控制電路連接到所述第一和第二復用器的控制輸入端，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一和第二復用器選擇所述第四和第三輸入作為從所述第一和第二復用器到所述第一和第二2-LUT的輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一和第二復用器選擇所述第一和第二輸入作為從所述第一和第二復用器到所述第一和第二2-LUT的輸出。
18.根據權利要求16所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一復用器，具有與所述六輸入組合的第五和第一輸入連接的輸入端和連接到所述第一和第二2-LUT的輸出端；以及第二復用器，具有連接到所述六輸入組合的第二和第四輸入的輸入端和連接到所述第三和第四2-LUT的輸出端；其中，所述控制電路連接到所述第一和第二復用器的控制輸入端，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一和第二復用器選擇第一和第二輸入作為從所述第一和第二復用器的輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一和第二復用器選擇第五和第四輸入作為從所述第一和第二復用器的輸出。
19.根據權利要求18所述的可分裂邏輯元件，其特徵在於，還包括第一4:1復用器，具有連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT的輸入端；以及第二4:1復用器，具有連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT的輸入端，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一4:1復用器產生所述六輸入組合的第一、第二、第五和第六輸入的第一組合輸出，並且所述第二4:1復用器產生所述六輸入組合的第一、第二、第三和第四輸入的第一組合輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一4:1復用器產生所述六輸入組合的第二、第五和第六輸入的第二組合輸出，並且所述第二4:1復用器產生所述六輸入組合的第一、第三和第四輸入的第三組合輸出。
20.一種製造可分裂邏輯元件的方法，其特徵在於，包括形成第一、第二、第三和第四兩輸入查找表(2-LUT)，其中每個2-LUT包括四個存儲器元件，每個存儲器元件配置為保存一個數據位；形成一個六輸入線組合；形成配置為工作在第一模式和第二模式下的控制電路，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，利用所述六輸入組合中的四個和所述第一、第二、第三和第四2-LUT產生第一組合輸出，其中，當所述控制電路工作在第二模式時，利用所述六輸入組合中的三個的第一子組合和所述第一、第二2-LUT產生第二組合輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，利用所述六輸入組合中的三個的第二子組合和所述第三、第四2-LUT產生第三組合輸出，所述第一和第二子組合是六輸入組合的不相交子組合。
21.根據權利要求20所述方法，其特徵在於，還包括將第一復用器的輸入連接到所述六輸入線組合的第一和第四輸入線；將所述第一復用器的輸出連接到所述第一和第二2-LUT的輸出；將第二復用器的輸入連接到所述六輸入線組合的第二和第三輸入線；將所述第二復用器的輸出連接到所述第一和第二2-LUT；以及將所述控制電路連接到所述第一和第二復用器的控制輸入，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一和第二復用器選擇所述第四和第三輸入線，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一和第二復用器選擇所述第一和第二輸入線。
22.根據權利要求20所述方法，其特徵在於，還包括將第一復用器的輸入與所述六輸入線組合的第五和第一輸入線連接；將所述第一復用器的輸出連接到所述第一和第二2-LUT；將第二復用器的輸入連接到所述六輸入線組合的第二和第四輸入線；將所述第二復用器的輸出連接到所述第三和第四2-LUT；並且將所述控制電路連接到所述第一和第二復用器的控制輸入端，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一和第二復用器選擇所述第一和第二輸入線，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一和第二復用器選擇所述第五和第四輸入線。
23.根據權利要求22所述方法，其特徵在於，還包括將第一4:1復用器的輸入連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT；以及將第二4:1復用器的輸入連接到所述第一、第二、第三和第四2-LUT，其中，當所述控制電路工作在第一模式時，所述第一4:1復用器和第二4:1復用器產生所述第一組合輸出，以及其中，當所述控制電路工作在第二模式時，所述第一4:1復用器產生所述第二組合輸出，並且所述第二4:1復用器產生所述第三組合輸出。
全文摘要
可分裂邏輯元件(Fracturable logic element)包括第一、第二、第三和第四兩輸入查找表(2－LUT)。每個2－LUT包括四個存儲器元件。每個存儲器元件可以保存一個數據位。可分裂邏輯元件(Fracturablelogic element)還包括六輸入組合和在第一模式和第二模式中運行的控制電路。當控制電路在第一模式中運行時，利用六輸入組合中的四個和第一、第二、第三和第四2－LUT產生第一組合輸出。當控制電路在第二模式中運行時，利用六輸入組合中的三個的第一子組合以及第一和第二2－LUT產生第二組合輸出。此外，當控制電路在第二模式中運行時，利用六輸入組合中的三個的第二子組合以及第三和第四2－LUT產生第三組合輸出，第一和第二子組合為六輸入組合中的非相交子組合。
文檔編號H03K19/00GK1937409SQ20061015980
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月22日 優先權日2005年9月22日
發明者錫南·卡普坦諾格魯, 布魯斯·B·佩德森, 詹姆斯·G·施萊希, 袁金勇, 麥可·D·赫頓, 戴維·劉易斯 申請人:阿爾特拉公司