Система межсоединений ПЛИС типа FPGA.

Для систем межсоединений FPGA организация непрерывных соединений затруднительна. Для них характерны сегментированные линии связей, составленные из отдельных проводящих отрезков — сегментов. Сегменты соединяются в нужную цепь с помощью программируемых ключей. Выбор длины сегментов должен учитывать, что короткие сегменты затрудняют передачу сигналов на большие расстояния, а длинные сегменты неудобны для коротких связей. Поэтому система межсоединений имеет, как правило, иерархический характер, и в ней сочетаются различные типы сегментов.

Систему межсоединений FPGA образуют сегментированные линии и переключательные блоки ПБ (PSM, Programmable Switching Matrix). Функциональные блоки имеют квадратные геометрические очертания, их выводы распределены по всем сторонам квадрата для облегчения коммутируемости. Для межсоединений функциональных блоков во внутренней области кристалла имеются три типа связей: одинарной длины, двойной длины и длинные линии. Упрошенная система коммутации FPGA показана на рис. 1.13, а на примере FPGA фирмы XilinX.

На пересечениях вертикальных и горизонтальных каналов расположены переключательные блоки (рис. 1.13, б). В пределах ПБ пересекаются вертикальные и горизонтальные линии связей, и в каждом пересечении имеется цепь из 6 транзисторов для установления того или иного соединения. Сигнал, поступающий в ПБ по какой-либо линии может быть направлен вверх, вниз или прямо в зависимости от того, какой транзистор будет открыт при конфигурировании FPGA. Возможна и одновременная передача сигнала по нескольким направлениям, если требуется его разветвление.

Линии одинарной длины осуществляют, преимущественно, межсоединения соседних или близлежащих ФБ, линии двойной длины огибают переключательные блоки, соседние по отношению к данному, и проходят к следующим, чем облегчается установление более длинных связей. По три длинных линии, пересекающих весь кристалл по длине (ширине), реализуются сверху, снизу и по обоим бокам ФБ.

Линии двойной длины сгруппированы в пары, имеется по 4 вертикальных и горизонтальных линии, обеспечивающих более быструю и эффективную передачу сигналов на средние расстояния. Длинные линии, рассчитанные на передачу сигналов на большие расстояния и при большой нагрузке, имеют в середине ключ, разделяющий линию на две части (рис. 1.13, в).

Кроме системы коммутации для функциональных блоков FPGA может иметь дополнительные трассировочные ресурсы. Эти ресурсы позволяют изменять назначение вводов/выводов микросхемы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: