[发明专利]一种硅连接层具有可配置电路的多裸片FPGA

说明书

本申请公开了一种硅连接层具有可配置电路的多裸片FPGA，涉及FPGA技术领域，该多裸片FPGA中包括层叠设置在同一个硅连接层上的若干个FPGA裸片，裸片之间通过硅连接层内部的跨裸片连线实现互连通信；硅连接层和各个裸片内分别包括依次相连的配置端口、配置电路以及可配置逻辑模块，从而可以实现对硅连接层以及FPGA裸片的配置编程；同时，至少在硅连接层内还设置有CRC电路用于在多裸片FPGA的码流配置过程中对所有配置码流进行监视，确保下载的配置码流的正确性，该结构可以灵活准确的配置有源硅连接层和各个FPGA裸片，有利于提高跨裸片信号传输的灵活性。

技术领域

本发明涉及FPGA技术领域，尤其是一种硅连接层具有可配置电路的多裸片FPGA。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)是一种硬件可编程的逻辑器件，除了应用于移动通信、数据中心等领域，还广泛应用于集成电路设计中的原型验证，能够有效验证电路功能的正确性，同时加快电路设计速度。原型验证需要利用FPGA内部的可编程逻辑资源实现电路设计，随着集成电路规模的不断增大及复杂功能的实现，对FPGA的可编程逻辑资源的数量的需求不断提高，后续技术发展和需求的不断增加，FPGA可编程资源数量会成为更大的瓶颈，给该行业发展提出更大的挑战。FPGA规模的增加代表芯片面积不断增大，这样会导致芯片加工难度的提高以及芯片生产良率的降低。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种硅连接层具有可配置电路的多裸片FPGA，本发明的技术方案如下：

一种硅连接层具有可配置电路的多裸片FPGA，该多裸片FPGA包括基板、层叠设置在基板上的硅连接层以及层叠设置在硅连接层上的若干个FPGA裸片，硅连接层覆盖所有的FPGA裸片；每个FPGA裸片内包括若干个可配置功能模块、环于各个可配置功能模块分布的互连资源模块、以及连接点引出端，FPGA裸片内的可配置功能模块至少包括可编程逻辑单元、硅堆叠连接模块和输入输出端口，硅堆叠连接模块内包括若干个硅堆叠连接点，FPGA裸片内的可编程逻辑单元分别与硅堆叠连接点和输入输出端口通过互连资源模块相连，FPGA裸片内的硅堆叠连接点通过重布线层内的顶层金属线与相应的连接点引出端相连；每个FPGA裸片中的连接点引出端通过硅连接层内的跨裸片连线与其他FPGA裸片中相应的连接点引出端相连，每个FPGA裸片可通过硅连接层内的跨裸片连线与其他任意一个FPGA裸片相连；FPGA裸片内的输入输出端口通过硅连接层上的硅通孔连接至基板；

硅连接层内包括依次相连的硅连接层配置端口、硅连接层配置电路以及硅连接层可配置逻辑模块，硅连接层通过硅连接层配置端口获取对应的配置码流，并由硅连接层配置电路对硅连接层可配置逻辑模块进行配置；

各个FPGA裸片内部包括依次相连的裸片配置端口、裸片配置电路和裸片可配置逻辑模块，FPGA裸片通过裸片配置端口获取对应的配置码流，并由裸片配置电路对裸片可配置逻辑模块进行配置；

多裸片FPGA内至少在硅连接层内还设置有CRC电路，CRC电路在多裸片FPGA的码流配置过程中对多裸片FPGA内部所有的配置码流进行监视。

其进一步的技术方案为，硅连接层配置端口、硅连接层配置电路与各个FPGA裸片的裸片配置端口和裸片配置电路通过硅连接层形成串行菊花链结构的配置链，配置链中的码流文件包括硅连接层对应的配置码流以及各个FPGA裸片对应的配置码流；则CRC电路设置在硅连接层内并监视配置链中的码流文件中的所有配置码流。