[发明专利]集成辅助逻辑运算单元的可编程逻辑模块

说明书

本发明提供了一种集成辅助逻辑运算单元的可编程逻辑模块。该可编程逻辑模块包括：主逻辑单元模块，包括至少一个逻辑单元，该主逻辑单元模块具有O₁个输出端口；辅助逻辑运算单元，其O₁个输入端口连接至所述主逻辑单元模块的O₁个输出端口，该辅助逻辑运算单元将所述主逻辑单元模块的O₁个输出端口的输出结果中至少两个进行逻辑运算后作为可编程逻辑模块的输出；其中，所述主逻辑单元模块和辅助逻辑运算单元均被集成在于所述可编程逻辑模块的内部。本发明通过向传统CLB中加入辅助逻辑运算单元的方式，提高了传统CLB的逻辑应用效率。与传统CLB实现相比，节省了面积并提高了延时性能，能实现更高效的逻辑运算。

技术领域

本发明涉及可编程逻辑器件技术领域，尤其涉及一种集成辅助逻辑运算单元的可编程逻辑模块。

背景技术

可编程逻辑器件发展至今，已成为数字电路必不可少的实现媒介。可编程器件灵活的可编程能力使其可配置实现不同的逻辑功能，满足不同用户的功能需求。随着制造工艺的进步，可编程逻辑器件的性能不断提升。此外，可编程逻辑器件还具有较短的产品开发时间。上述优点使得可编程逻辑器件被广泛用于不同应用领域。

可编程逻辑器件主要由可编程逻辑模块(Configurable Logic Block，CLB)与可编程互连模块组成。CLB实现应用电路中的子逻辑功能，而可编程互连模块将各个子逻辑连接以形成完整的应用电路逻辑功能。

如图1所示，目前，主流可编程逻辑器件的CLB100通常由逻辑单元(LogicElement，LE)101组成。图中I表示CLB的输入端个数，N表示每个CLB中的LE个数，O₁表示CLB的输出数目。每个LE101包含K输入查找表(Look-Up Table，LUT)102、触发器(Flip-flop，FF)103和多路选择器104等。其中，K输入查找表102可实现任意K输入的逻辑函数功能，触发器103用于产生寄存的LUT102输出，。

由于LUT具有强大的逻辑实现能力，可编程逻辑器件一直采用基于LUT结构的CLB作为其逻辑模块。然而图1所示的基于LUT的CLB存在一定的资源浪费的现象。如图1所示，当应用电路需要对2个K输入查找表的输出进行简单的两输入运算时，若2个K输入查找表所在的CLB中的LUT未被全部使用，则需要将2个K输入查找表的输出反馈到除该2个K输入查找表之外的其他K输入查找表的输入端，借助其他K输入查找表完成该简单运算。因为K输入LUT能完成任意的K输入逻辑函数，目前可编程逻辑器件中的LUT至少为4输入LUT，即K≥4，因此用其完成2输入函数功能造成了资源的浪费。此外，若2个K输入查找表所在的CLB中LUT全部被使用，则更是需要借助临近CLB中未被使用的LUT完成该简单逻辑功能，一方面造成了逻辑资源的浪费；另一方面2个K输入查找表的运算结果需要通过全局互连线送至临近CLB中LUT的输入端，全局互连线由于线段较长具有较大的时序延时，造成了时序性能的损耗。当应用电路需要对多个LUT的输出结果进行简单运算时，也同样面临上述问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种集成辅助逻辑运算单元的可编程逻辑模块，以实现资源的高效利用。

(二)技术方案

本发明集成辅助逻辑运算单元的可编程逻辑模块包括：主逻辑单元模块，包括至少一个逻辑单元，该主逻辑单元模块具有O₁个输出端口；辅助逻辑运算单元，其O₁个输入端口连接至所述主逻辑单元模块的O₁个输出端口，该辅助逻辑运算单元将所述主逻辑单元模块的O₁个输出端口的输出结果中至少两个进行逻辑运算后作为可编程逻辑模块的输出；其中，所述主逻辑单元模块和辅助逻辑运算单元均被集成在于所述可编程逻辑模块的内部。

(三)有益效果