[發(fā)明專利]片上系統(tǒng)架構(gòu)、內(nèi)插器、FPGA及設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202280003485.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN115398412A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V·馬庫(kù)斯;Y·迪普雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 門塔公司
• 主分類號(hào): G06F15/78
• 分類號(hào): G06F15/78;H01L25/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 林金朝

一種片上系統(tǒng)器件，其中，有源內(nèi)插器/底座并入有FPGA/eFPGA，F(xiàn)PGA/eFPGA可以用于靈活地實(shí)現(xiàn)內(nèi)插器/底座操作，例如片上網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、狀態(tài)機(jī)、接口或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字接口操作、數(shù)據(jù)過濾操作、數(shù)據(jù)過濾操作等、或所需的任何其他數(shù)字操作，使得模擬和混合信號(hào)只需在專用小芯片中尋址。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及片上系統(tǒng)架構(gòu)，并且特別地，涉及基于小芯片的架構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電子系統(tǒng)通常是圍繞單片集成電路構(gòu)成的，也就是說，其是在單個(gè)半導(dǎo)體襯底上實(shí)現(xiàn)所有期望功能的完整電子電路，可能與類似的此類器件和附屬器件相連。

圖1示出了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電子系統(tǒng)。如圖1所示，在殼體110中提供單個(gè)硅襯底100。通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的技術(shù)在襯底上形成集成電路形成操作塊101、102、103、104。這些塊可以執(zhí)行分立操作(中央處理器單元、圖形處理器單元、存儲(chǔ)器、定制邏輯、或任何其他可能需要的功能)，并且通常與集成的硬連線數(shù)據(jù)總線、電源線等(未示出)互連。

許多現(xiàn)代器件(例如，計(jì)算機(jī)處理器、信號(hào)處理器、解碼器等)的復(fù)雜性日益增加，這意味著數(shù)百萬個(gè)柵極被組合在單個(gè)襯底上，從而為單個(gè)特定目的而制造大型且復(fù)雜的器件。最近，發(fā)展了一種替代方法，根據(jù)該方法來定義模塊化的“小芯片”，每個(gè)小芯片是集成電路塊，該集成電路塊被專門設(shè)計(jì)成與其他類似小芯片(根據(jù)IP塊定義)一起工作，以形成更大更復(fù)雜的芯片。然后可以通過組合來自標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的不同小芯片來開發(fā)片上系統(tǒng)器件，以實(shí)現(xiàn)所需的效果。

圖2a示出了第一示例中的基于小芯片的片上系統(tǒng)器件。如圖2a所示，在殼體200中提供多個(gè)硅襯底201、202、203、204。每個(gè)襯底201、202、203、204并入有集成電路，所述集成電路可以執(zhí)行分立操作(中央處理器單元、圖形處理器單元、存儲(chǔ)器、定制邏輯、或任何其他可能需要的功能)，并且通常與集成的硬連線數(shù)據(jù)總線、電源線等互連。

在此基礎(chǔ)上開發(fā)特定的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常提供稱為有源內(nèi)插器的附加電路作為片上系統(tǒng)器件的另一部件。有源內(nèi)插器的功能可以包括小芯片的時(shí)鐘生成、分配或管理、電源管理、小芯片之間通信的路由以及可能需要的其他協(xié)調(diào)功能。

因此，圖2a還示出了與小芯片201、202、203、204通信的有源內(nèi)插器220a，根據(jù)需要提供這些功能。

圖2b示出了第二示例中的基于小芯片的片上系統(tǒng)器件。如圖2b所示，在殼體210中提供多個(gè)小芯片201、202、203、204。每個(gè)小芯片201、202、203、204并入有集成電路，所述集成電路可以執(zhí)行分立操作(中央處理器單元、圖形處理器單元、存儲(chǔ)器、定制邏輯、或任何其他可能需要的功能)，并且通常以與圖2a相同的方式與集成的硬連線數(shù)據(jù)總線、電源線等互連。

同時(shí)，圖2b還示出了3D系統(tǒng)中與芯片201、202、203、204通信的有源內(nèi)插器或底座220b的另一可能的實(shí)現(xiàn)方式，根據(jù)需要提供這些功能。如圖2b所示，有源內(nèi)插器220b設(shè)置為位于襯底201、202、203、204下方(或下方)的單獨(dú)層。

期望提供用于實(shí)現(xiàn)有源內(nèi)插器功能的改進(jìn)機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，在第一方面，提供了一種包括適于執(zhí)行指定功能的分解的片上系統(tǒng)器件，所述器件包括來自預(yù)定義小芯片庫(kù)的多個(gè)小芯片以及有源內(nèi)插器，每個(gè)所述小芯片實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)指定操作并且具有預(yù)定結(jié)構(gòu)，所述有源內(nèi)插器用于根據(jù)所述指定功能在所述小芯片之間提供互操作性功能，其特征在于，所述有源內(nèi)插器包括FPGA。

根據(jù)本發(fā)明，在第二方面，提供了一種用于在包括適于執(zhí)行指定功能的分解的片上系統(tǒng)中使用的有源內(nèi)插器器件，所述分解的片上系統(tǒng)包括來自預(yù)定義小芯片庫(kù)的多個(gè)小芯片，每個(gè)所述小芯片實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)指定操作并且具有預(yù)定結(jié)構(gòu)，所述有源內(nèi)插器根據(jù)所述指定功能在所述小芯片之間提供互操作性功能，其特征在于，所述有源內(nèi)插器包括FPGA。