Системы межсоединений FPGA
Линии связи в FPGA сегментированы. То есть состоят их из проводящих сегментов (участков, не содержащих ключей) различной длины, соединяемых друг с другом программируемым ключом. Малое количество сегментов приводит к неэффективному использованию логических блоков, слишком большое – к появлению большого числа программируемых ключей в линиях связи. Это увеличивает затраты площади кристалла и вносит дополнительные задержки сигналов. Поэтому целесообразна иерархическая система связей с несколькими типами межсоединений для передачи на разные расстояния.
Наличие ключей и схем для их программирования усложняет межсоединения FPGA в сравнении с GA (БМК).
Система коммутации FPGA фирмы Actel c однократно программируемыми перемычками antifuse.
Логические блоки расположены в горизонтальных рядах, между которыми расположены трассировочные каналы. В каналах горизонтально в четыре строки расположены сегменты различной длины и различного взаимного положения по горизонтали. Через логические блоки (ЛБ) и трассировочные каналы проходят вертикальные сегменты. Каждый вход ЛБ соединен со своим вертикальным сегментом, пересекающим вертикальный канал. Выход ЛБ имеет свой вертикальный канал, пересекающий несколько каналов.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.
Система межсоединений FPGA
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.
Система межсоединений FPGA
В каждом пересечении сегментов предусмотрена программируемая перемычка, позволяющая соединять эти сегменты (см. предыдущий слайд). Такая системы коммутации допускает разные варианты соединений ЛБ. Выход какого-либо ЛБ соединяется с теми горизонтальными сегментами, которые связаны с входами других ЛБ, получающих сигнал от данного выхода.
Кружками обозначены программируемые перемычки. Имеются ключи, связывающие при необходимости концы горизонтальных сегментов для удлинения линий связи.
Черными кружками обозначены запрограммированные перемычки.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.
СБИС типа «Система на кристалле»
«Система на кристалле» предполагает размещение процессора, памяти, интерфейсных схем и других устройств.
Название объясняется двумя факторами:
•Высокий уровень интеграции, позволяющий разместить на кристалле схему высокой сложности (десятки миллионов эквивалентных вентилей), при этом функционально различные блоки реализуются одними и теми же аппаратными средствами благодаря их программируемости
•СБИС имеет специализированные области, выделенные на кристалле для определенных функций – аппаратные ядра (Hardcores). Введение специализированных ядер снижает универсальность СБИС, но в то же время, значительно уменьшает площадь кристалла. Последний фактор увеличивает быстродействие системы. Снижение универсальности сужает рынок. В качестве специализированных аппаратных ядер обычно используются блоки ОЗУ.
МИЭМ НИУ ВШЭ. Сафонов С.Н.