[發明專利]可重構的裝置

有效

• 申請號: 200680019296.5
• 申請日: 2006-05-31
• 公開（公告）號: CN101189797A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 本田廣樹
• 申請（專利權）人: IP菲力股份有限公司
• 主分類號: H03K19/177
• 分類號: H03K19/177
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種包括可重構(重新構成)的邏輯電路的裝置。

背景技術

可編程邏輯裝置的形態是被稱作現場可編程門陣列(FPGA)的系統。FPGA具有可配置的(configurable)即用戶能夠編程(寫入)所期望的邏輯函數的多個邏輯塊。

在本申請的申請人所申請的國際公開WO2005/022380號公報中，公開了使由可重構的邏輯電路構成的硬件空間動態最佳化的方案。記載有如下內容：在該可重構的系統中，大幅度減小向處于未使用或者備用狀態的功能分配的硬件資源，能夠向原本應該集中的信息處理集中分配硬件資源。通過使硬件空間動態地最佳化，沒有必要如同現有的專用LSI那樣安裝全部的硬件電路。因此，能夠利用較少的硬件資源得到高的執行效率。

在通用的處理器中提高處理能力的公知方法之一是提高時鐘的頻率。然而，提高整個系統的時鐘頻率時，在功耗等點上大多不利于系統性能的提高。取而代之，可提出只提高處理能力不足的單元(或者功能的硬件資源集體)的時鐘頻率的方案。在該事例中，要求設置提高時鐘頻率的單元和其它單元例如補償與輸入輸出電路之間的時鐘頻率差的電路或者功能。另外，提高處理能力的要求中沒有界限。在為高速地進行處理而已經使時鐘頻率高的系統中能力不足的情況下，希望以更高頻率的時鐘來驅動系統。其結果，需要解決龐大的功耗和龐大的發熱之間的問題。

發明內容

本發明的目的之一在于，在可重構的邏輯電路中實現邏輯安裝效率的提高。本發明的其它目的之一在于，容易將可重構的電路重構為適合于其它電路處理狀況的邏輯。本發明的另外其它目的之一在于，通過邏輯切換能夠有效地靈活運用硬件資源。

本發明的一個形態是具有可變更各個運算塊的運算邏輯的多個運算塊、以及用于構成將這些多個運算塊進行連接的路徑的路徑選擇矩陣的裝置。多個運算塊中包含的運算塊包括：邏輯運算單元，其根據配置數據來決定邏輯；以及保存單元，其用于保存該邏輯運算單元的運算結果。并且，保存單元包括：多個保存元件；輸入單元，其根據配置數據選擇多個保存元件中的任一個來保存邏輯運算單元的輸出；以及輸出單元，其用于將多個保存元件和路徑選擇矩陣進行連接。

該可重構的裝置中包含的運算塊具備數量比該運算塊中包含的邏輯運算單元的輸出數更多的保存元件，能夠在其任一個中保存邏輯運算單元的輸出。并且，根據具備控制邏輯運算單元邏輯的功能的配置數據，能夠選擇保存邏輯運算單元的輸出的保存元件。因而，某個周期中的邏輯運算單元的輸出能夠保存在基于配置數據的保存元件中，在下一個周期中，邏輯運算單元能夠進行其次的邏輯運算。作為運算塊的輸出，在后續周期中的任一個中，與其后續周期的邏輯運算單元的邏輯無關地，能夠輸出保存在保存元件中的運算結果。根據配置數據選擇保存元件的情形包括：通過配置數據本身進行指定的情形、以及由配置數據所選擇的其它信號進行指定的情形。

該可重構的裝置最好還具有：配置數據提供單元，其從存儲了多個集合的配置數據的配置存儲器中對運算塊提供多個集合的配置數據中的任一個；以及配置控制單元，其用于決定接著提供給運算塊的下一個配置數據(next?configuration?data)。該可重構的裝置適合如下用途：通過配置控制單元自律地重構系統來執行各種應用程序。因而，適合以小規模設備來實現大規模用戶電路的用途。

該可重構的裝置能夠提高配置數據單位的運算塊的利用效率。通過以周期為單位改變配置數據來重構邏輯，從而實現處理速度的提高。因而，代替提高運算塊的時鐘頻率的方法，或者與該方法一起通過重構邏輯的方法，能夠應對可重構的裝置的處理能力提高的要求。

在配置控制單元中包括用于以運算塊單位進行控制的單元。另外，在配置控制單元中包含如下單元，該單元用于以由多個運算塊構成的區段或者組單位對這些多個運算塊中包含的運算塊的邏輯進行控制。

配置控制單元包含在各個運算塊中，通過控制該運算塊的配置，能夠以運算塊單位、即與運算塊對應的配置數據單位來控制運算塊的結構。因此，能夠靈活地實現各種結構。有可能增加配置控制單元的結構所需的硬件資源。另外，有可能要求在每個配置數據中解決與相鄰運算塊的接口調整。這有可能在配置數據的生成中多少需要時間，但是能夠在配置的生成階段中解決。

配置控制單元通過控制多個運算塊的配置，能夠縮小配置控制單元所需的硬件資源。另外，有可能對配置數據的縮小有效果。并且，該控制方法以及結構還能夠應用在將運算塊個別重構的情況，但是適合將多個運算塊的結構一并重構的情況。