[发明专利]多功能可配置的六输入查找表结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种查找表结构，尤其是一种多功能可配置的六输入查找表结构，属于可编程逻辑器件的技术领域。

背景技术

基于查找表（Look-up Table，LUT）的可编程逻辑器件，具有开发周期短，成本低，风险小，集成度高，灵活性大，且便于电子系统维护和升级，因此成为了数字芯片的主流，被广泛应用在通信、控制、视频、信息处理、消费电子、互联网、汽车以及航空航天等诸多领域。

查找表是可编程逻辑器件结构中最基本和核心的逻辑部件，目前主流的查找表以四输入和六输入为主，具有最佳的面积和延时性能，如Xilinx的Virtex系列，Altera的Stratix系列等。随着应用系统功能的增强和规模增大，要求可编程逻辑器件的门阵列数日益增大，如千万门级FPGA的广泛应用。FPGA门数的增多，函数实现能力增强，功能增大，但其性能相应下降，如芯片面积变大，功耗变高，速度变慢等，并制约着整个系统的性能，因此不仅需要在减小工艺尺寸，提高门阵列数目的同时，还需要提高各逻辑块的应用能力。而提高查找表的高灵活性，宽逻辑实现和运算能力，用较少的逻辑资源即可实现较宽的逻辑函数，完成多种功能，可以有效地提高布线资源的利用率，减少资源的占用面积，同时可以提高芯片的工作速度，用有限的门数完成更多的功能和应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多功能可配置的六输入查找表结构，其可配置能力强，灵活性高，能有效提高运算能力和运算速度，节约布线资源。

按照本发明提供的技术方案，所述多功能可配置的六输入查找表结构，所述六输入查找表包括用于接收四个相同输入信号A、B、C、D的查找表单元，所述查找表单元包括第一查找表基本模块、第二查找表基本模块、第三查找表基本模块及第四查找表基本模块；第一查找表基本模块的输出端、第二查找表基本模块的输出端与第一二输入选择器的输入端连接，第三查找表基本模块的输出端、第四查找表基本模块的输出端与第二二输入选择器的输入端连接，第一二输入选择器的输出端、第二二输入选择器的输出端与第三二输入选择器的输入端连接，第三二输入选择器的输出端作为六输入查找表的输出端；

第一二输入选择器的选择端与第一三输入选择器的输出端连接，第一三输入选择器的输入端分别与输入信号E、输入信号F及加法器进位链信号CIN连接，第三二输入选择器的选择端与第二三输入选择器的输出端连接，第二三输入选择器的输入端分别与配置信号“1”、输入信号F及功能扩展链信号O6n-1连接。

所述第三查找表基本模块的输出端还与第二输入选择器的输入端连接，第四二输入选择器的输入端还与输入信号E连接，第四二输入选择器的输出端作为第一加法器操作数端；

所述第一加法器操作数端、六输入查找表接管的输出端与加法器的输入端连接，加法器进位链信号CIN与加法器的进位信号端连接，加法器的输出端为和函数S、进位输出COUT。

所述第一查找表基本模块、第二查找表基本模块、第三查找表基本模块及第四查找表基本模块以二输入查找表、三输入查找表或四输入查找表中的任意一种为最小构成单元；

所述第一查找表基本模块、第二查找表基本模块、第三查找表基本模块及第四查找表基本模块采用四个二输入查找表、两个三输入查找表或一个四输入查找表构成中的任意一种构成形式。

对六输入查找表内的配置形式采用SRAM链的编程方式、采用结构体ASIC的编程方式进行配置、采用熔丝或反熔丝的编程方式进行配置；

所述六输入查找表内可配置成一个六输入查表、可配置成两个相同五输入查找表、可配置成两个共用四个相同输入信号和一个相异信号的五输入查找表、可配置成两个共用两个相同输入信号和两个相异信号的四输入查找表、或可配置成两个完全独立的三输入查找表。

所述第一查找表基本模块、第二查找表基本模块与第一二输入选择器间形成第一五输入查找表，第一二输入选择器的输出端形成第一五输入查找表的输出端；通过第一三输入选择器选择加法器进位链信号CIN，使得六输入查找表内通过上述第一五输入查找表进行两位操作数的加法运算操作，并能通过第一五输入查找表的输出端、六输入查找表的输出端迅速输出所述两位操作数的和函数。

通过第一三输入选择器选择加法器进位链信号CIN，使得六输入查找表内进行两位操作数的和函数与第三位操作数数的逻辑运算，并能通过第一五输入查找表的输出端、六输入查找表的输出端迅速输出所述逻辑运算结果。