[发明专利]带有安全子系统的可编程IC

说明书

公开了一种可编程IC(102、302)，其包括：可编程逻辑子系统(130、330)、处理子系统(110、310)和安全子系统(120、340)。可编程逻辑子系统(130、330)包括：配置成形成用户设计的硬件部分的可编程逻辑电路。处理子系统(110、310)包括：配置成执行用户设计的软件部分的处理电路(112、312、314、318)。安全子系统被配置成执行安全功能，所述安全功能检测和/或减少可编程IC(102、302)的电路中的错误。所述安全子系统包括：硬连线电路(122、341)，其被配置成为所述可编程IC的第一子集的电路执行基于硬件的安全功能(123)。所述安全子系统还包括：处理电路(124、342)，其被配置成为所述可编程IC的第二子集的电路执行基于软件的安全功能(125)。

技术领域

本公开大体涉及用于安全性关键应用(safety critical application)的电路和方法。

背景技术

可编程集成电路(IC)是能够被编程以执行特定逻辑功能的设备。一种类型的可编程IC，也就是现场可编程门阵列(FPGA)，典型地包括可编程单元块(tile)的阵列。这些可编程单元块可以包括多种类型的逻辑模块，其可以包括，例如，输入/输出模块(IOB)、可配置逻辑模块(CLB)、专用随机存取存储器模块(BRAM)、乘法器、数字信号处理模块(DSP)、处理器、时钟管理器、延迟锁定回路(DLL)、总线或诸如高速外围组件互连(PCI-e)和以太网等等的网络接口。

每个可编程单元块均典型地包括可编程互连和可编程逻辑。可编程互连典型地包括大量不同长度的互连线，互连线通过可编程互连点(PIP)互连。可编程逻辑通过使用可编程元件执行用户设计的逻辑，其中可编程元件包括，例如，函数发生器、寄存器、运算逻辑等等。

通过将配置数据的数据流加载到对如何配置可编程元件进行定义的内部配置存储单元中，能够典型地对可编程互连和可编程逻辑进行编程。可以从存储器(例如，从外部PROM)中读取配置数据，或者可以通过外部设备将配置数据写入FPGA。单个存储单元的共同状态于是确定了FPGA的功能。

一些可编程IC包括能够执行程序代码的嵌入式处理器。该处理器能够被制造成相同裸片(die)的一部分，其中该裸片包括可编程逻辑电路和可编程互连电路，其也被共同地称作IC的“可编程电路”。应当理解，在处理器内对程序代码的执行，不同于对在IC上可用的对可编程电路进行的“编程”和“配置”。对IC的可编程电路进行编程或配置的动作，会使可编程电路内的配置数据指定的不同的物理电路能够实施。

发明内容

公开了一种可编程IC，其包括：可编程逻辑子系统、处理子系统和安全子系统。所述可编程逻辑子系统包括：响应于第一子集的配置数据而被配置的多个可编程逻辑电路。所述处理子系统包括一个或多个处理电路，所述一个或多个处理电路被配置成：响应于第二子集的配置数据执行软件程序。所述安全子系统被配置成执行安全功能，所述安全功能检测和/或减少可编程IC的电路中的错误。所述安全子系统包括：一组硬连线电路，其被配置成为所述可编程IC的第一子集的电路执行基于硬件的安全功能。所述安全子系统还包括：处理电路，其被配置成为所述可编程IC的第二子集的电路执行基于软件的安全功能。

可选地，所述可编程IC被配置成：响应于接收所述配置数据，存储包括在第三子集的配置数据中的安全策略；以及所述安全策略识别所述可编程IC的所述电路的优先级，所述第一子集的电路被识别作为较高优先级的电路，而所述第二子集的电路被识别作为较低优先级的电路。

可选地，所述第三子集的配置数据为所述可编程IC的所述电路中的每一个指定所执行的安全功能。

可选地，所述处理电路包括至少两个处理器，其被配置成以锁步方式执行所述基于软件的安全功能中的一个。

可选地，由所述一组硬连线电路执行的所述基于硬件的安全功能中的至少一个被配置成：确定所述两个处理器是否正确地以锁步方式进行操作。