[發(fā)明專利]帶有具有用于訪問寄存器的輸入和輸出旁通路徑的邏輯區(qū)域的集成電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310305805.2
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103577626B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·D·亨頓
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾特拉公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2012年7月20日提交的美國專利申請?zhí)?3/555,014的優(yōu)先權(quán)，該申請的整體內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及集成電路，例如具有互連電路的可編程集成電路。

背景技術(shù)

可編程集成電路是眾所周知的。可編程集成電路可以由用戶編程以實施期望的定制邏輯功能。在典型的情況中，邏輯設(shè)計人員使用計算機輔助設(shè)計（CAD）工具設(shè)計定制邏輯電路。當(dāng)完成設(shè)計過程時，這些工具生成配置數(shù)據(jù)。配置數(shù)據(jù)被加載到可編程集成電路內(nèi)存元件中，以將器件配置為執(zhí)行定制邏輯電路的功能。特別地，配置數(shù)據(jù)配置可編程集成電路中的可編程互連、可編程傳送電路和可編程邏輯電路。

可編程集成電路包括被配置為接收輸入信號并執(zhí)行定制功能以產(chǎn)生輸出信號的可編程邏輯電路。每個邏輯電路的輸入信號和輸出信號由互連提供，所述互連能夠被配置為傳送遍布可編程集成電路的選定信號。

可編程集成電路通常使用在時鐘頻率下工作的時鐘信號來進行操作。為了適應(yīng)現(xiàn)代可編程集成電路的日益增加的性能需求，時鐘頻率通常被增加。可編程集成電路上的電路可以工作的最大時鐘頻率與共享時鐘信號的任意兩個寄存器之間的最大延遲（有時被稱為關(guān)鍵路徑延遲）成反比。如果最大延遲被降低，則時鐘頻率可以被增加，這傾向于提高系統(tǒng)性能。

互連延遲對寄存器之間的關(guān)鍵路徑延遲有貢獻。與給定互連相關(guān)聯(lián)的信號延遲與互連的長度成正比。為了降低第一寄存器與第二寄存器之間的最大延遲，電路設(shè)計人員通常通過插入在第一寄存器與第二寄存器之間的可編程邏輯電路的附加寄存器傳送信號（例如，減小從任意給定寄存器的輸出到隨后寄存器的輸入的信號經(jīng)過的互連的長度）。通過附加寄存器傳送信號以減小關(guān)鍵路徑長度的技術(shù)有時可以被稱為流水線技術(shù)（pipelining）或寄存器流水線技術(shù)。用于流水線技術(shù)的寄存器有時被稱為流水線寄存器。

利用用于流水線技術(shù)的常規(guī)可編程邏輯電路的寄存器引入了額外延遲，其降低了由流水線技術(shù)提供的性能益處。例如，傳統(tǒng)可編程邏輯電路具有輸入多路復(fù)用器和查找表電路，通過這些電路傳送信號以使其到達可編程邏輯電路進行處理。輸入多路復(fù)用器被耦合到許多互連（例如，數(shù)十或上百個或更多的互連）。在這種情況下，輸入多路復(fù)用器選擇來自單個互連的信號以通過查找表電路傳送到寄存器將是非常耗時的。信號還占據(jù)可編程邏輯電路的輸入端，這降低了能夠用于執(zhí)行定制用戶功能的可編程邏輯電路的可用輸入端的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容

集成電路例如可編程集成電路可以包括邏輯區(qū)域（例如可編程邏輯區(qū)域）。可編程集成電路可以包括用于傳送遍布集成電路的信號的全局互連。每個邏輯區(qū)域可以包括耦合到一組相應(yīng)互連的輸入選擇電路。輸入選擇電路可以被配置為提供從該組互連到相應(yīng)邏輯區(qū)域的輸入的選定信號。邏輯區(qū)域可以被配置為執(zhí)行定制功能以根據(jù)選定信號生成輸出信號。例如，邏輯區(qū)域可以包括接收選定信號并被配置為生成輸出信號的查找表電路。

邏輯區(qū)域可以包括一個或更多個寄存器。寄存器可以用于存儲信息，例如由邏輯區(qū)域的查找表電路生成的輸出信號。邏輯區(qū)域可以包括接收由寄存器存儲的每個輸出信號的輸出選擇電路。輸出選擇電路可以被配置為選擇來自寄存器的輸出信號并提供選定的輸出信號給輸出電路。輸出電路可以用于驅(qū)動互連（例如全局互連）。例如，輸出電路可以包括耦合到每個互連的多路復(fù)用器和驅(qū)動器。

邏輯區(qū)域可以包括用于直接訪問寄存器的旁通路徑（例如，繞過輸入選擇電路、輸出選擇電路和查找表電路）。旁通路徑可以包括具有用于繞過輸入選擇電路的輸入旁通電路的輸入旁通路徑。旁通路徑可以包括使寄存器輸出直接耦合到輸出電路的輸出旁通路徑（例如，繞過輸出選擇電路）。舉例來說，直接耦合到相應(yīng)的驅(qū)動器和互連的輸出電路的每個多路復(fù)用器可以具有接收來自寄存器輸出端的信號、來自輸出選擇電路的信號和來自附加互連的信號的輸入端。在這種情況下，來自寄存器輸出端的信號可以被直接提供給輸出電路的多路復(fù)用器并被驅(qū)動到相應(yīng)的互連作為互連信號。

計算設(shè)備可以用于配置可編程集成電路的寄存器以進行寄存器流水線操作。計算設(shè)備有時可以被稱為邏輯設(shè)計系統(tǒng)。計算設(shè)備可以包括計算機輔助設(shè)計工具，其可以用于基于設(shè)計的功能描述（例如，由用戶提供的定制功能信息）產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)。計算機輔助設(shè)計工具可以用于根據(jù)設(shè)計的功能描述綜合網(wǎng)表（netlist）（例如，共同用于執(zhí)行期望功能的電路和該電路之間的邏輯連接的列表）。