[发明专利]可配置电路以及配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及可配置电路以及可对多个逻辑块的连接进行编程的 配置方法。

背景技术

可配置电路已得到广泛使用，在该可配置电路中，以可编程线结 构(如，现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑器件(PLD))来 连接多个逻辑块。

图1是示出了相关FPGA的配置示例的框图。FPGA包括可编程单 元201_x(x是整数)的布置。尽管这些布置通常是二维的，但图1示出 了一维布置作为一部分。

例如，以可编程单元201_1为例，每个可编程单元包括可编程逻 辑块4、线组10、可编程开关2x_y(x和y是整数)、以及输入选择器3_x (x是整数)。如图1所示，可编程单元201_1包括可编程开关21_1、21_2 和22_2以及输入选择器3_1和3_2。可编程逻辑块4具有多个输入端子 (图1的A和B)和输出端子C，并基于在配置存储器(未示出)上记 录的数据(配置数据)来实现多种逻辑功能。

线组10用于在不同的可编程单元之间传输数据。可编程开关2x_y 将可编程逻辑块4的线1x_y或输出端子C连接至相邻的线，或从该相邻 的线断开(x和y是整数)。输入选择器3_x(x是整数)选择经由线组10 中的一条线而传输的信号，并将所选择的信号提供给可编程逻辑块的 输入端子(图1的A和B)。

图2是示出了相关可编程开关2x_y(x和y是整数)的配置示例的 框图。该开关根据配置数据来执行以下三个功能中的任何一个。

使用选择器3_4来选择输入至端子T0和T中任一个的信号，并经由 三态缓冲器5_2将该信号输出至端子T1。使用选择器3_3来选择输入至 端子T1和T中任一个的信号，并经由三态缓冲器5_1将该信号输出至端 子T0。断开端子T0和T1。

通常，在FPGA中，线组10包括多种线。在图1示出的示例中，线 组10包括短距离线组11和长距离线组12。短距离线组11的长度等于可 编程单元的宽度，并且短距离线组11适于相邻可编程单元之间的信号 传输。长距离线组12的长度等于两倍的可编程单元宽度，并且长距离 线组12适于相隔一个单元的可编程单元之间的信号传输。

实际上，由于满足“短距离线的延迟<长距离线的延迟”，所以经 由短距离线来连接相邻的单元在信号传输方面是有利的。另一方面， 由于满足“短距离线的延迟×2>长距离线的延迟”，所以经由长距离线 而不是短距离线来连接相隔一个单元的单元在信号传输方面是有利 的。

如上所述，应当准备多种线来完成高速信号传输。尽管图1为了 简明而示出了两种线，但实际上，更多种的线是必要的。相应地，线 的数目越多，可编程单元的面积越大。

此外，因为有必要具有与线相同数目的可编程开关2x_y，所以它 们占用了较大的面积。具体地，由于附接于长距离线的可编程开关2x_y 中的三态缓冲器(图2的5_1和5_2)需要大的驱动力，所以它们也占用 了较大面积。

最近，开发了能够可编程地设置高电阻状态和低电阻状态的开关 元件(下文中称作存储器类型低电阻开关元件)，所述开关元件可以将 所设置的状态存储为非易失性的，并且与相同占用面积的MOS晶体管 相比具有低得多的导通电阻。在日本未申专利公布No.2005-101535中 已公开了示例。图3示出了开关元件的配置示例。

如图3所示，存储器类型低电阻开关元件包括难于电离的金属电 极60、易于电离的金属电极62、以及电解质61。根据用于在难于电离 的金属电极60与易于电离的金属电极62之间施加电压的方法，来将这 两个金属电极相连接或断开。由于这些电极的连接的电阻比相同占用 面积的MOS晶体管的电阻低得多(超过一位数字)，所以可以用小的 面积来实现高性能开关。此外，由于连接或断开状态一旦形成就会保 持特定的时间段，所以用于存储的存储器并不是必要的。因此，与不 使用存储器类型低电阻开关元件的电路相比，使用存储器类型低电阻 开关元件的电路是可以采用更小的面积来实现的。

同时，存在不同类型的存储器类型低电阻开关元件。在日本未申 专利公布No.2005-317978中已公开了不同类型开关元件的示例。

发明内容