[发明专利]实现外部监控和配置的flash型FPGA的配置电路

说明书

本发明公开了一种实现外部监控和配置的flash型FPGA的配置电路，涉及flash型FPGA领域，该配置电路中，正高压电荷泵的正高压输出端通过正高压双向开关电路连接正高压外部监控端口、还作为电压提供电路的正输出端；负高压电荷泵的负高压输出端通过负高压双向开关电路连接负高压外部监控端口、还作为电压提供电路的负输出端；模式控制电路根据接收到的模式调整信号控制进入外部监控模式或外部配置模式，基于本申请的配置电路的结构，只需在JTAG协议基础上增加少量的逻辑即可在擦除和编程的操作过程中，对内部的高压电荷泵提供的正高压和负高压进行监控，或者由外部输入所需的正高压和负高压，从而提高可靠性。

技术领域

本发明涉及flash型FPGA领域，尤其是一种实现外部监控和配置的flash型FPGA的配置电路。

背景技术

flash型FPGA基于可重复配置的flash存储技术设计，通过对flash存储单元(flash cell)的重新编程，改变电路内部的逻辑关系，从而实现用户不同的逻辑功能。flash型FPGA实现功能的核心是可编程逻辑块，每个可编程逻辑块包含m*n的flash cell阵列，这些flash cell阵列按一小块一小块分散分布在整个flash型FPGA中，如图1所示。

在研制flash型FPGA的过程中，配置逻辑通过JTAG协议获取配置码流，利用字线(WL)驱动电路和位线(BL)驱动电路对可编程逻辑块中的flash cell执行擦除和编程等操作。由于flash型FPGA芯片面积非常大，以系统等效门数为300万门、制程工艺为0.11um的flash型FPGA来说，芯片面积达到12mm*15mm，远远大于等容量的flash存储器，所以配置flash cell的字线驱动电路和位线驱动电路的走线比较长、负载大，对可靠性提出了挑战。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种实现外部监控和配置的flash型FPGA的配置电路，本发明的技术方案如下：

一种实现外部监控和配置的flash型FPGA的配置电路，该flash型FPGA包括正高压外部监控端口和负高压外部监控端口，配置电路包括电压提供电路、字线驱动电路和位线驱动电路，电压提供电路的正输出端连接字线驱动电路和位线驱动电路的正电压端，电压提供电路的负输出端连接字线驱动电路和位线驱动电路的负电压端，在flash型FPGA的电压提供电路中：

振荡器通过模式控制电路连接正高压电荷泵和负高压电荷泵的时钟信号端，模式控制电路还输出开关控制信号以控制正高压双向开关电路和负高压双向开关电路的通断；

正高压电荷泵的正高压输出端通过正高压双向开关电路连接正高压外部监控端口，正高压电荷泵和正高压双向开关电路的公共端作为电压提供电路的正输出端；

负高压电荷泵的负高压输出端通过负高压双向开关电路连接负高压外部监控端口，负高压电荷泵和负高压双向开关电路的公共端作为电压提供电路的负输出端；

模式控制电路基于flash型FPGA的JTAG获取模式调整信号，并根据获取到的模式调整信号控制振荡器与两个高压电荷泵的时钟信号端之间的通路的通断、以及控制两个高压双向开关电路的通断，以控制flash型FPGA进入外部监控模式或外部配置模式：

在外部监控模式下，通过正高压外部监控端口对正高压电荷泵提供的正高压进行外部监控、通过负高压外部监控端口对负高压电荷泵提供的负高压进行外部监控；

在外部配置模式下，通过正高压外部监控端口输入外部正高压并通过电压提供电路的正输出端输出、通过负高压外部监控端口输入外部负高压并通过电压提供电路的负输出端输出。

本发明的有益技术效果是：