CN103761991B - 一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路 - Google Patents
一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103761991B CN103761991B CN201310742523.9A CN201310742523A CN103761991B CN 103761991 B CN103761991 B CN 103761991B CN 201310742523 A CN201310742523 A CN 201310742523A CN 103761991 B CN103761991 B CN 103761991B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxide
- semiconductor
- metal
- configuration memory
- memory cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 167
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 92
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract 3
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 59
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 22
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003471 anti-radiation Effects 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004223 radioprotective effect Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
本发明适用集成电路领域，提供一种用于可编程芯片的查找表，该查找表由一次性反熔丝配置存储器单元连接译码单元构成，所述反熔丝配置存储单元利用MOS管栅氧层击穿形成电阻连接的原理构成电路，使反熔丝配置存储单元编程为“0”后存储位置电位被永久下拉到地，编程为“1”后存储位置电位被永久上拉到电源，实现配置数据的存储。采用反熔丝配置存储单元构成查找表，抗辐射抗干扰能力强，受外界环境干扰不会发生软错误，不会造成数据丢失，数据可靠性很好；没有静态功耗，工作功耗更低；数据“1”和“0”的电位都固定，数据可靠性高；经编程与未编程的MOS管无明显区别，易于加密,数据安全性好。
Description
技术领域
本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路。
背景技术
可编程芯片，比如现场可编程门阵列（FPGA）由规则的逻辑阵列所组成，主要包括可编程逻辑模块CLB、可配置输入输出模块IOB、可编程互连资源PI、系统控制模块与系统配置模块等。其中可编程逻辑模块CLB是FPGA的主要组成部分，是FPGA实现逻辑功能的基本单元。在FPGA中每个CLB都包含若干个查找表(LUT)、进位链、存储单元及其它基本逻辑单元。其中查找表LUT用于实现N输入任意功能的逻辑，是FPGA万能逻辑的核心。
查找表的基本功能是实现输入的各种函数组合。查找表用配置存储器实现组合逻辑函数，通过查找配置存储器的地址表，可以得到相应的组合逻辑函数输出。配置存储器存放着目标函数的真值表，输入信号通过译码电路将存储器中的相应值输出。根据构成查找表的配置存储器种类不同，查找表主要可分为三类：
1.基于SRAM（静态随机存取存储器）配置存储器的查找表，是指一种将配置数据先写入到FPGA芯片外的PROM（可编程只读存储器）中，在FPGA开始工作时再从PROM中将配置数据读入到查找表配置存储器SRAM中，从而使查找表实现特定逻辑功能的器件。其缺点是：A.掉电后配置数据会丢失，应用时需将配置数据从PROM中读取到SRAM中来完成FPGA配置；B.在受到高能粒子和宇宙射线干扰时，易发生单粒子翻转，从而发生软错误（在存在高能粒子的环境下，SRAM受到这些粒子攻击后，易发生电荷积累，造成其存储数据的翻转（数据翻转是指数据0变为数据1，或者数据1变为数据0）），导致系统崩溃，所以其抗干扰能力较差，数据可靠性和安全性比较差； C.系统功耗比较大、芯片密集度较差。
2.基于Flash（快闪电擦除可编程只读存储器）配置寄存器的查找表，是指一种将配置数据直接写入FPGA芯片内集成的快闪EEPROM中，再用快闪EEPROM(电擦除可编程只读存储器)来配置查找表存储器SRAM,从而使查找表实现特定逻辑功能的器件。其缺点是：A.功耗比基于SRAM和反熔丝型的都要大；B.不能保证不发生软错误，数据安全性和可靠性不够高；C.数据保持时间不够久。
3.基于反熔丝（编程使原来不连在一起的点连接起来）配置存储器的查找表，是一种将配置数据直接写入查找表中的配置存储单元中，从而使查找表实现特定逻辑功能。这里查找表的配置存储单元选用OTP(一次可编程)存储器。
目前，OTP存储单元电路结构主要分为两种：
一是浮栅结构：如没有透明窗（透明窗芯片封装顶部用来接收紫外线以实现数据擦除的玻璃窗口）的传统浮栅结构的PROM(可编程只读存储器)，其写入后就不能擦除，直到数据自动消失。这种结构的缺点是在受到如紫外光，高能粒子，微波等外界环境干扰时也有可能发生数据丢失，数据安全和可靠性不够高；随着时间的推移，浮栅上的电荷会慢慢自动减少消失，所以其数据保持时间也不够久。
二是栅氧层击穿结构：如三管OTP存储单元结构。其原理是通过是否击穿MOS管来实现数据存储，击穿了则存储1，未击穿则存储0。这种单元结构存在的缺点是：编程完成后，存储1时有固定的上拉路径，但存储0时该位置无下拉路径，即悬空状态表征数据0，在遭到如紫外光，高能粒子，微波等外界环境干扰时，存储数据0的单元很容易发生软错误，造成数据串改，因此这种结构在用作查找表配置存储单元时存在严重的数据可靠性问题。
发明内容
本发明提供一种用于可编程芯片的查找表，旨在解决受外界环境干扰数据丢失或串改、数据安全和可靠性低、数据保持时间不久、发生软错误的问题。
本发明是这样实现的，一种用于可编程芯片的查找表，该查找表由一次性反熔丝配置存储器单元连接译码单元构成，所述反熔丝配置存储单元利用MOS管栅氧层击穿形成电阻连接的原理构成电路，使反熔丝配置存储单元编程为“0”后存储位置电位被永久下拉到地，编程为“1”后存储位置电位被永久上拉到电源，实现配置数据存储。
本发明的进一步技术方案是：所述反熔丝配置存储单元包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4及MOS管M5，所述MOS管M1源极漏极互连分别连接所述MOS管M2栅极、MOS管M3源极、MOS管M4源极、MOS管M5源极，所述MOS管M1栅极、MOS管M3漏极分别为PL端，PL端编程时连接编程电压VPGM；所述MOS管M2源极漏极、MOS管M4漏极接位线BL，所述反熔丝配置存储单元被选中编程时接GND，未被选中时接位线保护电压；所述MOS管M3栅极为上字线WL_TOP,所述MOS管M4栅极为下字线WL_LOW，所述上字线、下字线用于根据地址和编程数据来控制所述反熔丝配置存储单元进行正确编程、且保证所述反熔丝配置存储单元能进入正常工作状态；所述MOS管M5漏极为存储数据输出端CFG_DATA，所述存储数据输出端在所述反熔丝配置存储单元编程后，存储数据输出端输出固定电位，配合多路选择器构建用户所要实现的逻辑函数；所述MOS管M5栅极为隔离控制端PRO_EN，所述隔离控制端编程时接低电平，正常工作时接高电平。
本发明的进一步技术方案是：所述MOS管M3为P型金属氧化物场效应管。
本发明的进一步技术方案是：所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为N型金属氧化物场效应管。
本发明的进一步技术方案是：所述反熔丝配置存储单元存储要实现逻辑函数的真值表，配置数据是在编程阶段按照编程时序依次写入反熔丝配置存储单元的，写入到反熔丝配置存储单元的值根据要实现的逻辑函数确定。
本发明的另一目的在于提供用于可编程芯片的查找表电路，该查找表电路由一次性反熔丝配置存储器、传输门和反相器电路构成，所述一次性反熔丝配置存储器采用基于标准CMOS工艺的栅氧击穿型反熔丝配置存储单元，所述传输门与所述反相器共同构成多路选择器功能电路，在输入端为查找表输入地址码，输出端为查找表将输入数据经逻辑运算的值输出。
本发明的进一步技术方案是：所述查找表电路根据用户所要实现的逻辑函数输入数量，运用逻辑函数运算通道形成与输入端相对应的逻辑运算输出通道。
本发明的进一步技术方案是：所述反熔丝配置存储单元包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4及MOS管M5，所述MOS管M1源极漏极互连分别连接所述MOS管M2栅极、MOS管M3源极、MOS管M4源极、MOS管M5源极，所述MOS管M1栅极、MOS管M3漏极合并为PL端，所述MOS管M2栅极、MOS管M4漏极合并为位线BL，所述MOS管M3栅极为上字线WL_TOP, 所述MOS管M4栅极为下字线WL_LOW，所述MOS管M5漏极为存储数据输出端CFG_DATA，所述MOS管M5栅极为隔离控制端PRO_EN。
本发明的进一步技术方案是：所述MOS管M3为P型金属氧化物场效应管；所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为N型金属氧化物场效应管。
本发明的进一步技术方案是：所述反熔丝配置存储单元只能一次编程，完成整个查找表存储阵列的数据编程后，每一个反熔丝配置单元都固定提供一个输出。
本发明的有益效果是：采用反熔丝配置存储单元构成查找表，抗辐射抗干扰能力强，受外界环境干扰不会发生软错误，不会造成数据丢失，数据可靠性很好；没有静态功耗，工作功耗更低；数据1和0的电位都固定，数据可靠性高；经编程与未编程的MOS管无明显区别，易于加密,数据安全性好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的查找表结构图；
图2是本发明实施例提供的反熔丝配置存储单元电路图；
图3是本发明实施例提供的查找表电路图；
图4是本发明实施例提供的反熔丝配置存储单元工作状态下，存储数据为“1”的单元等效电路图；
图5是本发明实施例提供的反熔丝配置存储单元工作状态下，存储数据为“0”的单元等效电路；
图6是本发明实施例提供的四输入AOI电路图及真值表；
图7是本发明实施例提供的查找表配置为四输入AOI的示意图；
图8是本发明实施例提供的查找表电路变形结构一示意图；
图9是本发明实施例提供的查找表电路变形结构二示意图；
图10是本发明实施例提供的查找表电路变形结构三示意图；
图11是本发明实施例提供的查找表电路变形结构四示意图；
图12是本发明实施例提供的8输入查找表示意图；
图13是本发明实施例提供的查找表电路异化四路输入两路输出示意图；
图14是本发明实施例提供的查找表电路异化五路输入两路输出示意图；
图15是本发明实施例提供的查找表电路异化六路输入两路输出示意图；
图16是本发明实施例提供的查找表电路异化八路输入两路输出示意图。
具体实施方式
附图标记：10-一次性反熔丝配置存储器 20-译码单元 30-多路选择器
图1示出了本发明提供的用于可编程芯片的查找表，该查找表由一次性反熔丝配置存储器10单元连接译码单元20构成，所述反熔丝配置存储单元利用MOS管栅氧层击穿形成电阻连接的原理构成电路，使反熔丝配置存储单元编程为“0”后存储位置电位被永久下拉到地，编程为“1”后存储位置电位被永久上拉到电源，实现配置数据存储。采用反熔丝配置存储单元构成查找表，抗辐射抗干扰能力强，受外界环境干扰不会发生软错误，不会造成数据丢失，数据可靠性很好；没有静态功耗，工作功耗更低；数据“1”和“0”的电位都固定，数据可靠性高；经编程与未编程的MOS管无明显区别，易于加密,数据安全性好。
如图2所示，所述反熔丝配置存储单元包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4及MOS管M5，所述MOS管M1源极漏极互连分别连接所述MOS管M2栅极、MOS管M3源极、MOS管M4源极、MOS管M5源极，所述MOS管M1栅极、MOS管M3漏极分别为PL端，PL端编程时连接编程电压VPGM；所述MOS管M2源极漏极、MOS管M4漏极接位线BL，所述反熔丝配置存储单元被选中编程时接GND，未被选中时接位线保护电压；所述MOS管M3栅极为上字线WL_TOP,所述MOS管M4栅极为下字线WL_LOW，所述上字线、下字线用于根据地址和编程数据来控制所述反熔丝配置存储单元进行正确编程、且保证所述反熔丝配置存储单元能进入正常工作状态；所述MOS管M5漏极为存储数据输出端CFG_DATA，所述存储数据输出端在所述反熔丝配置存储单元编程后，存储数据输出端输出固定电位，配合多路选择器构建用户所要实现的逻辑函数；所述MOS管M5栅极为隔离控制端PRO_EN，所述隔离控制端编程时接低电平，正常工作时接高电平。
所述MOS管M3为P型金属氧化物场效应管。
所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为N型金属氧化物场效应管。
图2是反熔丝配置存储单元结构， MOS管M1、MOS管M2为栅氧可击穿的MOS管，我们称其为击穿管，MOS管M3为PMOS管，其中P型金属氧化物场效应管，带正电的空穴作为多数载流子，PMOS管在栅极加低电平0时导通，加高电平1时关断。MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为NMOS管，其中N型金属氧化物场效应管,带负电的电子作为多数载流子；NMOS管在栅极加高电平1时导通，加低电平0时关断；同时存在PMOS和NMOS管的电路则为CMOS工艺实现的电路。
MOS管M3、MOS管M4既是单元字线选择管又是保护管，防止编程过程中电流过大烧毁电路，PL端编程时接编程电压VPGM，一般比正常电源电压高，比如8V，正常工作时则接工作电压VWORK，一般为1.8V——3.3V。BL为位线，在该反熔丝配置存储单元被选中编程时接GND，没有被选中时接位线保护电压；WL_TOP和WL_LOW为分别为上字线和下字线，用于根据地址和编程数据来控制单元进行正确编程，并保证单元能正常进入工作状态；PRO_EN为隔离控制端，编程时接低电平，正常工作时接高电平；CFG_DATA端为存储数据输出端，反熔丝配置存储单元编程后，CFG_DATA端输出固定电位，配合多路选择器构建用户所要实现的逻辑函数。
所述反熔丝配置存储单元存储要实现逻辑函数的真值表，配置数据是在编程阶段按照编程时序依次写入反熔丝配置存储单元的，写入到反熔丝配置存储单元的值根据要实现的逻辑函数确定。在可编程芯片工作阶段，通过四个输入信号选择输出相应的存储数据以实现用户设计的逻辑函数。
双向击穿型反熔丝配置存储单元分为编程状态和工作状态，在编程状态下，PL线上的电压为VPGM，在编程不同数据时，通过双字线和位线的控制，在一定的编程时序下选择编程击穿管M1或M2，以形成上拉或下拉路径。下面重点介绍配置存储单元在存储不同数据时的工作状态:
图4为在工作状态下，反熔丝配置存储单元电路存储数据为“1”时的等效电路。在反熔丝配置存储单元电路进入工作状态后，编程线PL上的电压切换为工作电压VWORK，MOS管M3、MOS管M4均关闭，MOS管M5打开，由于击穿管M1已被编程形成电阻连接，所以形成了经由M1的上拉路径，即该存储单元固定存储数据“1”。
图5为在工作状态下，反熔丝配置存储单元电路存储数据为“0”时的等效电路。在反熔丝配置存储单元电路进入工作状态后，编程线PL上的电压切换为工作电压VWORK，M3、M4均关闭，M5打开，由于击穿管M2已被编程形成电阻连接，所以形成了经由M2的下拉路径，即该存储单元固定存储数据“0”。
图3示出了本发明提供的用于可编程芯片的查找表电路，该查找表电路由一次性反熔丝配置存储器10、传输门和反相器电路构成，所述一次性反熔丝配置存储器10采用基于标准CMOS工艺的栅氧击穿型反熔丝配置存储单元，所述传输门与所述反相器共同构成多路选择器30功能电路，在输入端为查找表输入地址码，输出端为查找表将输入数据经逻辑运算的值输出。
所述查找表电路根据用户所要实现的逻辑函数输入数量，运用逻辑函数运算通道形成与输入端相对应的逻辑运算输出通道。如图13-16所示，其中图13是另外一种异化结构的四输入LUT，此结构除了可以实现一个四输入用户逻辑函数外，还可以实现两个二输入用户逻辑函数，当LUT配置为一个四输入逻辑函数时，OL0作为输出端，OL1端无输出；当LUT配置为两个二输入逻辑函数时，OL0和OL1分别作为逻辑运算的输出端。比起之前的设计具有更大的灵活性，使得LUT内部逻辑资源得到更加充分的利用，具有更高的资源利用率。
图14是另外一种异化结构的5输入LUT，此结构除了可以实现一个五输入用户逻辑函数外，还可以实现一个二输入用户逻辑函数和一个三输入用户逻辑函数，当LUT配置为一个五输入逻辑函数时，OL0作为输出端，OL1端无输出；当LUT配置为一个二输入用户逻辑函数和一个三输入用户逻辑函数时，OL0和OL1分别作为逻辑运算的输出端。比起之前的设计具有更大的灵活性，使得LUT内部逻辑资源得到更加充分的利用，具有更高的资源利用率。
图15是另外一种异化结构的6输入LUT，此结构除了可以实现一个六输入用户逻辑函数外，还可以实现两个三输入用户逻辑函数，进一步，还可以实现一个二输入用户逻辑函数和一个四输入用户逻辑函数。当LUT配置为一个六输入逻辑函数时，OL0作为输出端，OL1端无输出；当LUT配置为两个三输入逻辑函数时，OL0和OL1分别作为逻辑运算的输出端；当LUT配置为一个二输入逻辑函数和一个四输入逻辑函数时，OL0和OL1分别作为逻辑运算的输出端。比起之前的设计具有更大的灵活性，使得LUT内部逻辑资源得到更加充分的利用，具有更高的资源利用率。
图16是另外一种异化结构的八输入LUT，此结构除了可以实现一个八输入用户逻辑函数外，还可以实现两个四输入用户逻辑函数，进一步，还可以实现一个二输入用户逻辑函数和一个六输入用户逻辑函数。当LUT配置为一个八输入逻辑函数时，OL0作为输出端，OL1端无输出；当LUT配置为两个四输入逻辑函数时，OL0和OL1分别作为逻辑运算的输出端；当LUT配置为一个二输入逻辑函数和一个六输入逻辑函数时，OL0和OL1分别作为逻辑运算的输出端。比起之前的设计具有更大的灵活性，使得LUT内部逻辑资源得到更加充分的利用，具有更高的资源利用率。
所述反熔丝配置存储单元包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4及MOS管M5，所述MOS管M1源极漏极互连分别连接所述MOS管M2栅极、MOS管M3源极、MOS管M4源极、MOS管M5源极，所述MOS管M1栅极、MOS管M3漏极合并为PL端，所述MOS管M2栅极、MOS管M4漏极合并为位线BL，所述MOS管M3栅极为上字线WL_TOP, 所述MOS管M4栅极为下字线WL_LOW，所述MOS管M5漏极为存储数据输出端CFG_DATA，所述MOS管M5栅极为隔离控制端PRO_EN。
所述MOS管M3为P型金属氧化物场效应管。
所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为N型金属氧化物场效应管。
所述反熔丝配置存储单元采用一次可编程（OTP）单元，完成整个查找表存储阵列的数据编程后，每一个反熔丝配置存储单元都固定提供一个输出。十六个反熔丝配置存储单元提供十六个输出值，每个反熔丝配置存储单元存储的数据值由用户要实现的逻辑函数决定。传输门电路构成一个十六选一多路选择器，由四个输入信号通过多路选择器选择配置存储单元的值输出，此输出就是四个输入进行逻辑操作的结果。
查找表电路可构建任意一输入、二输入、三输入及四输入的逻辑功能函数，只要确定逻辑功能函数真值表中输出与输入的对应关系，就可以通过查找表构建相应的逻辑功能电路。下面的设计实例将LUT配置为4输入的AOI(与或非)功能电路。四输入AOI功能电路图和真值表如图6所示。
AOI的输出OUT的值作为查找表的存储数据值，输入I0、I1、I2、I3作为查找表的四个输入端，查找表配置情况如图1-6所示。若输入I0=0、I1=0、I2=0、I3=0时，选择MC0单元的值输出，MC单元存储的数据为“1”，则输出OUT为“1”，输出值正是四个输入做逻辑运算“与或非”的结果。以此原理，根据四个输入信号选择存储单元的数据输出从而实现具有四输入AOI功能的电路。
图8与图3的区别是：将CFG_DATA端连接驱动器后再控制查找表可编程逻辑电路的信号通路，增加驱动器可以起到整形滤波和增强电路驱动能力的作用。
图9与图3的区别是：将反熔丝配置存储单元中的隔离管删除，CFG_DATA端连接驱动器后再控制查找表可编程逻辑电路的信号通路，增加驱动器可以起到整形滤波和增强电路驱动能力的作用。
图10与图3的区别是：将反熔丝配置存储单元中的隔离管M5删除，受控的查找表可编程逻辑的控制管改用厚栅氧MOS管，如此可节省一定面积。
图11与图3的区别是：查找表的反熔丝配置存储单元数增加到了三十二位，输入也增加到了五位，这样可以实现任意五输入的用户逻辑函数。
由于本发明查找表结构采用了双向击穿型反熔丝配置存储单元，编程后配置存储数据均有明确的电位表示，并且电路中不存在反馈通路，所以该查找表在受到如紫外光，高能粒子，微波等外界环境干扰时不会发生软错误，不会造成数据串改和系统崩溃等问题，非常适合应用于数据可靠性要求很高的场合。本电路采用了标准CMOS工艺，其标准CMOS工艺实现难度较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于可编程芯片的查找表，其特征在于：该查找表由一次性反熔丝配置存储器单元连接译码单元构成，所述反熔丝配置存储单元利用MOS管栅氧层击穿形成电阻连接的原理构成电路，使反熔丝配置存储单元编程为“0”后存储位置电位被永久下拉到地，编程为“1”后存储位置电位被永久上拉到电源，实现配置数据存储；
所述反熔丝配置存储单元包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4及MOS管M5，所述MOS管M1源极漏极互连分别连接所述MOS管M2栅极、MOS管M3源极、MOS管M4源极、MOS管M5源极，所述MOS管M1栅极、MOS管M3漏极分别为PL端，PL端编程时连接编程电压VPGM；所述MOS管M2源极漏极、MOS管M4漏极接位线BL，所述反熔丝配置存储单元被选中编程时接GND，未被选中时接位线保护电压；所述MOS管M3栅极为上字线WL_TOP，所述MOS管M4栅极为下字线WL_LOW，所述上字线、下字线用于根据地址和编程数据来控制所述反熔丝配置存储单元进行正确编程、且保证所述反熔丝配置存储单元能进入正常工作状态；所述MOS管M5漏极为存储数据输出端CFG_DATA，所述存储数据输出端在所述反熔丝配置存储单元编程后，存储数据输出端输出固定电位，配合多路选择器构建用户所要实现的逻辑函数；所述MOS管M5栅极为隔离控制端PRO_EN，所述隔离控制端编程时接低电平，正常工作时接高电平。
2.根据权利要求1所述的查找表，其特征在于：所述MOS管M3为P型金属氧化物场效应管。
3.根据权利要求2所述的查找表，其特征在于：所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为N型金属氧化物场效应管。
4.根据权利要求3所述的查找表，其特征在于：所述反熔丝配置存储单元存储要实现逻辑函数的真值表，配置数据是在编程阶段按照编程时序依次写入反熔丝配置存储单元的，写入到反熔丝配置存储单元的值根据要实现的逻辑函数确定。
5.一种用于可编程芯片的查找表电路，其特征在于：该查找表电路由一次性反熔丝配置存储器、传输门和反相器电路构成，所述一次性反熔丝配置存储器采用基于标准CMOS工艺的栅氧击穿型反熔丝配置存储单元，所述传输门与所述反相器共同构成多路选择器功能电路，在输入端为查找表输入地址码，输出端为查找表将输入数据经逻辑运算的值输出；
所述查找表电路输出通道根据用户所要实现的逻辑函数输入数量，运用逻辑函数运算通道形成与输入端相对应的逻辑运算输出通道，并可同时实现一路或多路不同的用户逻辑函数；
所述反熔丝配置存储单元包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4及MOS管M5，所述MOS管M1源极漏极互连分别连接所述MOS管M2栅极、MOS管M3源极、MOS管M4源极、MOS管M5源极，所述MOS管M1栅极、MOS管M3漏极合并为PL端，所述MOS管M2的源极及漏极与MOS管M4的漏极合并为位线BL，所述MOS管M3栅极为上字线WL_TOP，所述MOS管M4栅极为下字线WL_LOW，所述MOS管M5漏极为存储数据输出端CFG_DATA，所述MOS管M5栅极为隔离控制端PRO_EN。
6.根据权利要求5所述的查找表电路，其特征在于：所述MOS管M3为P型金属氧化物场效应管；所述MOS管M1、MOS管M2、MOS管M4、MOS管M5均为N型金属氧化物场效应管。
7.根据权利要求6所述的查找表电路，其特征在于：所述反熔丝配置存储单元只能一次性编程，完成整个查找表存储阵列的数据编程后，每一个所述反熔丝配置单元都固定提供一个输出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310742523.9A CN103761991B (zh) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | 一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310742523.9A CN103761991B (zh) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | 一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103761991A CN103761991A (zh) | 2014-04-30 |
| CN103761991B true CN103761991B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=50529215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310742523.9A Expired - Fee Related CN103761991B (zh) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | 一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103761991B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105243342B (zh) * | 2015-10-08 | 2019-02-19 | 浪潮(北京)电子信息产业有限公司 | 一种基于一次可编程查找表的标准单元逻辑电路 |
| CN105260679B (zh) * | 2015-10-08 | 2018-02-09 | 浪潮(北京)电子信息产业有限公司 | 一种asic芯片实现方法及asic芯片 |
| US20170322771A1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | Chengdu Haicun Ip Technology Llc | Configurable Processor with In-Package Look-Up Table |
| US20170322774A1 (en) * | 2016-05-07 | 2017-11-09 | Chengdu Haicun Ip Technology Llc | Configurable Processor with Backside Look-Up Table |
| CN111934670A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-13 | 电子科技大学 | 一种准n查找表的fpga架构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5099149A (en) * | 1990-12-19 | 1992-03-24 | At&T Bell Laboratories | Programmable integrated circuit |
| US6768338B1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-07-27 | Xilinx, Inc. | PLD lookup table including transistors of more than one oxide thickness |
| CN102147720A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-08-10 | 深圳市国微电子股份有限公司 | 用查找表实现多输入逻辑项之间的运算的装置及方法 |
| CN102169726A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-08-31 | 电子科技大学 | 应用于fpga的通用位元电路及编程方法 |
| CN102427076A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-04-25 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 适用于fpga的栅氧击穿反熔丝配置单元结构 |
| CN102956261A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 深圳市国微电子股份有限公司 | 一种用于fpga的可编程存储单元电路 |
-
2013
- 2013-12-30 CN CN201310742523.9A patent/CN103761991B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5099149A (en) * | 1990-12-19 | 1992-03-24 | At&T Bell Laboratories | Programmable integrated circuit |
| US6768338B1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-07-27 | Xilinx, Inc. | PLD lookup table including transistors of more than one oxide thickness |
| CN102147720A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-08-10 | 深圳市国微电子股份有限公司 | 用查找表实现多输入逻辑项之间的运算的装置及方法 |
| CN102169726A (zh) * | 2011-05-03 | 2011-08-31 | 电子科技大学 | 应用于fpga的通用位元电路及编程方法 |
| CN102956261A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 深圳市国微电子股份有限公司 | 一种用于fpga的可编程存储单元电路 |
| CN102427076A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-04-25 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 适用于fpga的栅氧击穿反熔丝配置单元结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103761991A (zh) | 2014-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103761991B (zh) | 一种用于可编程芯片的查找表及查找表电路 | |
| US6532170B1 (en) | Nonvolatile configuration cells and cell arrays | |
| US10395740B2 (en) | Memory as a programmable logic device | |
| CN102543169B (zh) | 统一的多级单元存储器 | |
| US5581501A (en) | Nonvolatile SRAM cells and cell arrays | |
| US6018476A (en) | Nonvolatile configuration cells and cell arrays | |
| CN103730164B (zh) | 一种可编程存储单元 | |
| US9438243B2 (en) | Programmable logic circuit and nonvolatile FPGA | |
| CN104966532A (zh) | 一次性可编程存储单元及电路 | |
| CN102956261B (zh) | 一种用于fpga的可编程存储单元电路 | |
| CN103730163A (zh) | 一种可编程存储系统 | |
| CN102169874B (zh) | 半导体集成电路 | |
| CN103780249B (zh) | 一种基于可编程单元配置的可编程互连线网络 | |
| US6243296B1 (en) | Compact electrically erasable memory cells and arrays | |
| US7463060B1 (en) | Programmable logic device and method of testing | |
| CN101807428A (zh) | 存储器电路 | |
| US9368228B2 (en) | Semiconductor memory | |
| CN103714849A (zh) | 一种用于可编程芯片的可编程存储单元 | |
| CN103928053B (zh) | 低功耗单栅非挥发性存储器 | |
| US20230025219A1 (en) | Anti-fuse memory reading circuit with controllable reading time | |
| CN103700402B (zh) | 半导体存储电路 | |
| US10269426B2 (en) | Integrated circuits with complementary non-volatile resistive memory elements | |
| CN102005249B (zh) | 一种otp eprom读取电路 | |
| CN106160704A (zh) | 非易失性t触发器电路 | |
| CN104123963B (zh) | 一种用低压晶体管实现的电平转换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170222 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |