[发明专利]片上系统架构、内插器、FPGA及设计方法

说明书

一种片上系统器件，其中，有源内插器/底座并入有FPGA/eFPGA，FPGA/eFPGA可以用于灵活地实现内插器/底座操作，例如片上网络通信协议、状态机、接口或数据转换、数字接口操作、数据过滤操作、数据过滤操作等、或所需的任何其他数字操作，使得模拟和混合信号只需在专用小芯片中寻址。

技术领域

本发明涉及片上系统架构，并且特别地，涉及基于小芯片的架构。

背景技术

现代电子系统通常是围绕单片集成电路构成的，也就是说，其是在单个半导体衬底上实现所有期望功能的完整电子电路，可能与类似的此类器件和附属器件相连。

图1示出了传统结构的电子系统。如图1所示，在壳体110中提供单个硅衬底100。通过本领域技术人员熟悉的技术在衬底上形成集成电路形成操作块101、102、103、104。这些块可以执行分立操作(中央处理器单元、图形处理器单元、存储器、定制逻辑、或任何其他可能需要的功能)，并且通常与集成的硬连线数据总线、电源线等(未示出)互连。

许多现代器件(例如，计算机处理器、信号处理器、解码器等)的复杂性日益增加，这意味着数百万个栅极被组合在单个衬底上，从而为单个特定目的而制造大型且复杂的器件。最近，发展了一种替代方法，根据该方法来定义模块化的“小芯片”，每个小芯片是集成电路块，该集成电路块被专门设计成与其他类似小芯片(根据IP块定义)一起工作，以形成更大更复杂的芯片。然后可以通过组合来自标准库的不同小芯片来开发片上系统器件，以实现所需的效果。

图2a示出了第一示例中的基于小芯片的片上系统器件。如图2a所示，在壳体200中提供多个硅衬底201、202、203、204。每个衬底201、202、203、204并入有集成电路，所述集成电路可以执行分立操作(中央处理器单元、图形处理器单元、存储器、定制逻辑、或任何其他可能需要的功能)，并且通常与集成的硬连线数据总线、电源线等互连。

在此基础上开发特定的片上系统设计时，通常提供称为有源内插器的附加电路作为片上系统器件的另一部件。有源内插器的功能可以包括小芯片的时钟生成、分配或管理、电源管理、小芯片之间通信的路由以及可能需要的其他协调功能。

因此，图2a还示出了与小芯片201、202、203、204通信的有源内插器220a，根据需要提供这些功能。

图2b示出了第二示例中的基于小芯片的片上系统器件。如图2b所示，在壳体210中提供多个小芯片201、202、203、204。每个小芯片201、202、203、204并入有集成电路，所述集成电路可以执行分立操作(中央处理器单元、图形处理器单元、存储器、定制逻辑、或任何其他可能需要的功能)，并且通常以与图2a相同的方式与集成的硬连线数据总线、电源线等互连。

同时，图2b还示出了3D系统中与芯片201、202、203、204通信的有源内插器或底座220b的另一可能的实现方式，根据需要提供这些功能。如图2b所示，有源内插器220b设置为位于衬底201、202、203、204下方(或下方)的单独层。

期望提供用于实现有源内插器功能的改进机制。

发明内容

根据本发明，在第一方面，提供了一种包括适于执行指定功能的分解的片上系统器件，所述器件包括来自预定义小芯片库的多个小芯片以及有源内插器，每个所述小芯片实现一个或多个指定操作并且具有预定结构，所述有源内插器用于根据所述指定功能在所述小芯片之间提供互操作性功能，其特征在于，所述有源内插器包括FPGA。

根据本发明，在第二方面，提供了一种用于在包括适于执行指定功能的分解的片上系统中使用的有源内插器器件，所述分解的片上系统包括来自预定义小芯片库的多个小芯片，每个所述小芯片实现一个或多个指定操作并且具有预定结构，所述有源内插器根据所述指定功能在所述小芯片之间提供互操作性功能，其特征在于，所述有源内插器包括FPGA。