JP2022540420A - サテライトａｄｃを使用したｆｐｇａ上でのルートモニタリング - Google Patents

Abstract

プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するためのシステムおよび方法が開示される。いくつかの実装形態では、システムは、基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含むルートモニタと、プログラマブルデバイス全体に分散された複数のセンサおよびサテライトモニタと、ルートモニタに、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結された相互接続システムとを含み得る。サテライトモニタのそれぞれは、複数のセンサの対応する１つの近傍にあり、これらにローカル相互接続を介して連結され得る。相互接続システムは、基準電圧を複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルを含み得、データパケットとしてデジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネルを含み得る。【選択図】図１

Description

本開示は一般に集積回路に関し、詳細には、集積回路の１つまたは複数の動作状況を監視することに関する。

プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）は、様々なユーザ指定回路設計を実装するようにユーザによってプログラムされ得るデバイスである。ＰＬＤの１つの例は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）である。ＦＰＧＡは、コンフィギュラブルロジックブロック（ＣＬＢ：ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｂｌｏｃｋ）、専用ランダムアクセスメモリブロック（ＢＲＡＭ）、入出力ブロック（ＩＯＢ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、いくつかの処理コア、および、プログラマブル相互接続構造によって互いに選択的に接続され得る他のサブシステム（メモリコントローラ、デバイス管理リソース、および構成回路機器など）のアレイを含み得る。ユーザ指定回路設計は、プログラマブルデバイスの様々なブロック、相互接続構造、およびサブシステムによって実施される機能および動作をまとめて決定する構成レジスタに、ユーザ指定回路設計を表現する構成データをロードすることによってプログラマブルデバイス内に実装され得る。

プログラマブルデバイス内の電気構成要素は、典型的には、指定の動作状況の範囲内で動作する。１つの例として、電気構成要素は、指定温度範囲内で動作するように設計され得、動作温度が特定のレベルを超えて上昇すると、無効化されるか、電源を切られ得る。別の例として、供給電圧は、典型的には、プログラマブルデバイス内に提供された他の電気構成要素に比較的一定の動作電圧を提供するために、最小電圧レベルと最大電圧レベルとの間で維持される。より低い供給電圧およびより小さいデバイス形状を使用しつつ、プログラマブルデバイスのサイズおよび複雑性が増すにつれて、デバイスの動作状況が監視され得る精度は、ますます重要になる。

本概要は、「発明を実施するための形態」において下記でさらに説明される概念の選択を単純な形で紹介するために提供される。本概要は、特許請求される主題の主要な特徴または不可欠の特徴を識別することを意図するものでも、特許請求される主題の範囲を限定することを意図するものでもない。その上、本開示のシステム、方法、およびデバイスはそれぞれ、いくつかの革新的な態様を有し、これらのうちのただ１つが単に、本明細書で開示される望ましい属性の原因となるわけではない。

本開示で説明される主題の１つの革新的な態様は、プログラマブルデバイス全体に分散された様々な回路および構成要素の動作状況を監視するように実装することができる。いくつかの実装形態では、プログラマブルデバイスは、複数のコンフィギュラブルロジックリソース、ルートモニタ、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散されたいくつかのセンサ、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタ、ならびに、コンフィギュラブルロジックリソースに、ルートモニタに、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結されたネットワーク相互接続システムを含み得る。センサのそれぞれは、様々なロケーションの対応する１つにおける関連付けられた回路の動作状況を測定するように構成され得、測定された動作状況を示すアナログ信号を、サテライトモニタの対応する１つに提供し得る。いくつかの態様では、動作状況は、関連付けられた回路の温度または電圧レベルの少なくとも１つを含み得る。

サテライトモニタのそれぞれは、１つまたは複数の関連付けられたセンサからアナログ信号を受け取るための入力を有し、デジタルデータをネットワーク相互接続システムに提供するための出力を有する、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ：ａｎａｌｏｇ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含み得る。ＡＤＣは、１つまたは複数の関連付けられたセンサの動作状況を示すデジタルデータに、アナログ信号を変換し得、デジタルデータを、ネットワーク相互接続システムを介してルートモニタに提供し得る。

ルートモニタは、基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含み得、複数のサテライトモニタから受け取られたデジタルデータを格納するように構成されたメモリを含み得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタは、温度変化に対する基準電圧を補償するバンドギャップ基準回路を含み得る。さらに、または別の方式では、ルートモニタは、関連付けられた回路の測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラを含み得る。いくつかの態様では、コントローラは、測定された動作状況が１つの範囲内でないことを示す決定に基づいて、アラームを生成するようにさらに構成され得る。

ネットワーク相互接続システムは、基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成され得、デジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成され得る。いくつかの実装形態では、ネットワーク相互接続システムは、基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルを含み得、デジタルデータをサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネルを含み得る。いくつかの態様では、デジタルデータは、個別にアドレス指定可能なデータパケットとして、ネットワーク相互接続システムを通じてルートされ得る。他の態様では、デジタルデータは、非パケット化デジタル信号として、ネットワーク相互接続システムを通じてルートされ得る。

いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、相互接続システムによって配布された基準電圧を、制御信号に基づいてサテライトモニタに選択的に連結するように構成されたスイッチを含み得る。制御信号は、ルートモニタによって生成され得、ネットワーク相互接続システムを介して（または他の適切な信号相互接続によって）対応するサテライトモニタに配布され得る。いくつかの態様では、ルートモニタは、サテライトモニタのただ１つが、任意の時点でネットワーク相互接続システムから配布された基準電圧にアクセスすることを許容するタイミングスケジュールに基づいて、制御信号を選択的にアサートし得る。

プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するための実例のシステムは、ルートモニタと、プログラマブルデバイス全体に分散された複数のセンサと、プログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタと、少なくともルートモニタ、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結されたネットワーク相互接続システムとを含み得る。ルートモニタは、アナログ／デジタル変換を実施するために使用可能な、基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含み得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタは、温度変化に対する基準電圧を補償するバンドギャップ基準回路を含み得る。さらに、または別の方式では、ルートモニタは、関連付けられた回路の測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラを含み得る。いくつかの態様では、コントローラは、測定された動作状況が１つの範囲内でないことを示す決定に基づいて、アラームを生成するようにさらに構成され得る。

センサのそれぞれは、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、サテライトモニタのそれぞれは、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を、ネットワーク相互接続システムを介してルートモニタにルートされ得るデジタルデータに変換するように構成され得る。

ネットワーク相互接続システムは、基準電圧を複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルを含み得、デジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネルを含み得る。いくつかの態様では、デジタルデータは、個別にアドレス指定可能なデータパケットとして、ネットワーク相互接続システムを通じてルートされ得る。他の態様では、デジタルデータは、非パケット化デジタル信号として、ネットワーク相互接続システムを通じてルートされ得る。

サテライトモニタのそれぞれは、アナログ信号をデジタルデータに変換するように構成されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を含み得る。いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、相互接続システムによって配布された基準電圧を、制御信号に基づいてサテライトモニタに選択的に連結するように構成されたスイッチを含み得る。制御信号は、ルートモニタによって生成され得、ネットワーク相互接続システムを介して（または他の適切な信号相互接続によって）対応するサテライトモニタに配布され得る。いくつかの態様では、ルートモニタは、サテライトモニタのただ１つが、任意の時点でネットワーク相互接続システムから配布された基準電圧にアクセスすることを許容するタイミングスケジュールに基づいて、制御信号を選択的にアサートし得る。

本明細書で開示される実例の方法は、プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するために使用され得る。方法は、プログラマブルデバイス内に提供されたルートモニタに関連付けられた電圧発生器を使用して基準電圧を発生させることと、プログラマブルデバイス内に統合されたネットワーク相互接続システムの１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、基準電圧を複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することとを含み得る。いくつかの実装形態では、基準電圧を配布することは、対応する制御信号に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれをネットワーク相互接続システムに選択的に連結することを含み得る。制御信号は、ルートモニタによって生成され、ネットワーク相互接続システムによって複数のサテライトモニタに配布され得る。いくつかの態様では、ルートモニタは、サテライトモニタのただ１つが、任意の時点でネットワーク相互接続システムから配布された基準電圧にアクセスすることを許容するタイミングスケジュールに基づいて、制御信号を選択的にアサートし得る。

方法はまた、いくつかのセンサのそれぞれを使用して、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成することと、アナログ信号を複数のサテライトモニタのうちの対応するものに提供することとを含み得る。アナログ信号は、複数のサテライトモニタを使用してデジタルデータに変換され得、デジタルデータは、ネットワーク相互接続システムの１つまたは複数のデジタルチャネルを使用して、複数のサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートされ得る。いくつかの態様では、デジタルデータは、個別にアドレス指定可能なデータパケットとして、ネットワーク相互接続システムを通じてルートされ得る。他の態様では、デジタルデータは、非パケット化デジタル信号として、ネットワーク相互接続システムを通じてルートされ得る。

方法はまた、関連付けられた回路の動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定すること、および決定に基づいて１つまたは複数のアラームを選択的に生成することを含み得る。いくつかの実装形態では、アラームは、関連付けられた回路の少なくとも１つの動作状況が１つの範囲内にないときに生成され得、これは、関連付けられた回路の少なくとも１つが特定の条件外で動作していることを示し得る。

本開示で説明される主題の１つの革新的態様は、プログラマブルデバイス全体に分散された様々な回路および構成要素の動作状況を監視するために実装することができる。いくつかの実装形態では、プログラマブルデバイスは、複数のコンフィギュラブルロジックリソースを含むプログラマブルロジック、ルートモニタ、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサ、およびプログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタを含み得る。センサのそれぞれは、様々なロケーションの対応する１つの近傍にある１つまたは複数の関連付けられた回路の測定された動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、１つまたは複数のローカル信号線を介して、アナログ信号をサテライトモニタうちの関連付けられた１つに提供し得る。いくつかの態様では、動作状況は、関連付けられた回路の温度または電圧レベルの少なくとも１つを含み得る。

ルートモニタは、温度非依存性基準電圧を発生させるように構成されたバンドギャップ電圧発生器を含み得、複数のサテライトモニタから受け取られたデジタルデータを格納するためのメモリを含み得る。ルートモニタはまた、関連付けられた回路の測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラを含み得る。いくつかの態様では、コントローラは、測定された動作状況が１つの範囲内でないことを示す決定に基づいて、アラームを生成するようにさらに構成され得る。

サテライトモニタのそれぞれは、ローカル基準電圧を発生させるように構成された比較的小さいローカル電圧源、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、較正回路、および訂正回路を含み得る。ＡＤＣは、ローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含み得、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を、測定された動作状況を示すデジタルコードに変換するように構成され得る。較正回路は、デジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成するように構成され得、訂正回路は、訂正因子に基づいてＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正するように構成され得る。

いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された第１の入力端子と、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、サテライトモニタ内のＡＤＣの入力端子に連結された出力端子とを含むスイッチを含み得る。較正動作中、スイッチは、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供し得、ＡＤＣは、基準コードを生成するために温度非依存性基準電圧をサンプリングし得る。較正回路は、ＡＤＣによって生成された基準コードと、温度非依存性基準を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて、訂正因子を生成し得る。監視動作中、スイッチは、センサからのアナログ信号をＡＤＣへの入力信号として提供し得、ＡＤＣは、デジタルコードを生成するために、１つまたは複数の関連付けられたセンサからのアナログ信号をサンプリングし得、訂正回路は、デジタルコードを訂正するために訂正因子を使用し得る。

ルートモニタは、複数のサテライトモニタを較正するためのタイミングスケジュールに少なくとも部分的に基づいて制御信号を生成し得る。いくつかの実装形態では、タイミングスケジュールは、サテライトモニタのただ１つが、温度非依存性基準電圧に同時にアクセスすることを許容することによって、複数のサテライトモニタのそれぞれの較正を順次有効化するように構成され得る。

いくつかの実装形態では、プログラマブルデバイスは、コンフィギュラブルロジックリソースに、ルートモニタに、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結されたネットワークオンチップ（ＮｏＣ：ｎｅｔｗｏｒｋ－ｏｎ－ｃｈｉｐ）相互接続システムを含み得る。ＮｏＣ相互接続システムは、制御信号をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれにルートするように構成され得、デジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成され得る。さらに、または別の方式では、プログラマブルデバイスは、温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルを含み得る。

本明細書で開示される実例の方法は、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数の回路の動作状況を監視するために使用され得る。いくつかの実装形態では、方法は、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサの対応する１つを使用して、複数の回路のそれぞれの動作状況を示すアナログ信号を生成することと、アナログ信号のそれぞれを、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタの対応する１つに提供することと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、ローカル電圧源を使用してローカル基準電圧を発生させることと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、ローカル基準電圧に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を使用して、複数のアナログ信号の対応する１つをデジタルコードに変換することと、温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、配布された温度非依存性基準電圧に少なくとも部分的に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれの中のＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正することと、訂正されたデジタルコードを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートすることとを含み得る。いくつかの実装形態では、温度非依存性基準電圧を配布することは、ルートモニタによって生成された対応する複数の制御信号に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれが温度非依存性基準電圧にアクセスすることを順次有効化することを含み得る。

いくつかの実装形態では、訂正されたデジタルコードは、プログラマブルロジックを結び付けるネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムを使用して、複数のサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートされ得、温度非依存性基準電圧は、プログラマブルロジックを結び付ける１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、ルートモニタから複数のサテライトモニタに配布され得る。いくつかの実装形態では、デジタルコードを訂正することは、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供することと、ＡＤＣを使用して、温度非依存性基準電圧を基準コードに変換することと、基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成することと、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することとを含み得る。

本開示で説明される主題の１つの革新的態様は、プログラマブルデバイス全体に分散された様々な回路および構成要素の動作状況を監視するために実装することができる。いくつかの実装形態では、プログラマブルデバイスは、複数のコンフィギュラブルロジックリソースを含むプログラマブルロジック、ルートモニタ、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサ、およびプログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタを含み得る。センサのそれぞれは、様々なロケーションの対応する１つの近傍にある１つまたは複数の関連付けられた回路の測定された動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、１つまたは複数のローカル信号線を介して、アナログ信号をサテライトモニタうちの関連付けられた１つに提供し得る。いくつかの態様では、動作状況は、関連付けられた回路の温度または電圧レベルの少なくとも１つを含み得る。

ルートモニタは、温度非依存性基準電圧を発生させるように構成されたバンドギャップ電圧発生器を含み得、複数のサテライトモニタから受け取られたデジタルデータを格納するためのメモリを含み得る。ルートモニタはまた、関連付けられた回路の測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラを含み得る。いくつかの態様では、コントローラは、測定された動作状況が１つの範囲内でないことを示す決定に基づいて、アラームを生成するようにさらに構成され得る。

サテライトモニタのそれぞれは、バンドギャップ電圧発生器によって発生された温度非依存性基準電圧に基づいてローカル基準電圧を貯蔵するように構成された電圧ストア、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、較正回路、および訂正回路を含み得る。ＡＤＣは、ローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含み得、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を、測定された動作状況を示すデジタルコードに変換するように構成され得る。較正回路は、デジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成するように構成され得、訂正回路は、訂正因子に基づいてＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正するように構成され得る。

いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、第１のスイッチおよび第２のスイッチを含み得る。第１のスイッチは、温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された第１の入力端子と、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、サテライトモニタ内のＡＤＣの入力端子に連結された出力端子とを含み得る。第２のスイッチは、温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、電圧ストアに連結された出力端子とを含み得る。

較正動作中、第１のスイッチは、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供し得、第２のスイッチは、電圧ストアを温度非依存性基準電圧から絶縁し得、ＡＤＣは、基準コードを生成するために温度非依存性基準電圧をサンプリングし得る。較正回路は、ＡＤＣによって生成された基準コードと、温度非依存性基準を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて、訂正因子を生成し得る。監視動作中、第１のスイッチは、センサからのアナログ信号をＡＤＣへの入力信号として提供し得、第２のスイッチは、温度非依存性基準電圧を電圧ストアに提供し得、ＡＤＣは、デジタルコードを生成するために、１つまたは複数の関連付けられたセンサからのアナログ信号をサンプリングし得、訂正回路は、デジタルコードを訂正するために訂正因子を使用し得る。

ルートモニタは、複数のサテライトモニタを較正するためのタイミングスケジュールに少なくとも部分的に基づいて制御信号を生成し得る。いくつかの実装形態では、タイミングスケジュールは、サテライトモニタのただ１つが、温度非依存性基準電圧に同時にアクセスすることを許容することによって、複数のサテライトモニタのそれぞれの較正を順次有効化するように構成され得る。

いくつかの実装形態では、プログラマブルデバイスは、コンフィギュラブルロジックリソースに、ルートモニタに、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結されたネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムを含み得る。ＮｏＣ相互接続システムは、制御信号をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれにルートするように構成され得、デジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成され得る。さらに、または別の方式では、プログラマブルデバイスは、温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルを含み得る。

本明細書で開示される実例の方法は、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数の回路の動作状況を監視するために使用され得る。いくつかの実装形態では、方法は、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサの対応する１つを使用して、複数の回路のそれぞれの動作状況を示すアナログ信号を生成することと、アナログ信号のそれぞれを、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタの対応する１つに提供することと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、温度非依存性基準電圧に基づくローカル基準電圧を貯蔵することと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、ローカル基準電圧に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を使用して、複数のアナログ信号の対応する１つをデジタルコードに変換することと、温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、配布された温度非依存性基準電圧に少なくとも部分的に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれの中のＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正することと、訂正されたデジタルコードを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートすることとを含み得る。いくつかの実装形態では、電圧ストアは、キャパシタであり得、ローカル基準電圧は、温度非依存性基準電圧に比べて比較的不正確であり得る。いくつかの実装形態では、温度非依存性基準電圧を配布することは、ルートモニタによって生成された対応する複数の制御信号に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれが温度非依存性基準電圧にアクセスすることを順次有効化することを含み得る。

訂正されたデジタルコードは、プログラマブルロジックを結び付けるネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムを使用して、複数のサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートされ得、温度非依存性基準電圧は、プログラマブルロジックを結び付ける１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、ルートモニタから複数のサテライトモニタに配布され得る。いくつかの実装形態では、デジタルコードを訂正することは、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供することと、ＡＤＣを使用して、温度非依存性基準電圧を基準コードに変換することと、基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成することと、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することとを含み得る。

実例の実装形態は例として示されており、添付の図面の図によって限定されることを意図するものではない。同様の数字は、図面および明細書の至る所にある同様の要素に言及する。以下の図の相対的な寸法は、スケーリングするように描かれていないことがあることに留意されたい。

本開示の様々な態様が実装され得る実例のプログラマブルデバイスのブロック図である。 いくつかの実装形態による、図１のプログラマブルデバイスの一部の機能ブロック図である。 いくつかの実装形態による、実例のプログラマブルファブリックのブロック図である。 いくつかの実装形態による、監視システムの機能ブロック図である。 いくつかの実装形態による、実例のルートモニタのブロック図である。 いくつかの実装形態による、実例のサテライトモニタのブロック図である。 いくつかの実装形態による、プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するための実例の動作を描写する例証的なフローチャートである。 本開示の様々な態様が実装され得る実例のプログラマブルデバイスのブロック図である。 いくつかの実装形態による、図８のプログラマブルデバイスの一部の機能ブロック図である。 いくつかの実装形態による、実例のプログラマブルファブリックのブロック図である。 いくつかの実装形態による、監視システムの機能ブロック図である。 いくつかの実装形態による、実例のルートモニタのブロック図である。 いくつかの実装形態による、実例のサテライトモニタのブロック図である。 いくつかの実装形態による、プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するための実例の動作を描写する例証的なフローチャートである。 いくつかの実装形態による、デジタルコードを訂正するための実例の動作を描写する例証的なフローチャートである。 いくつかの実装形態による、実例のサテライトモニタのブロック図である。

本開示で説明される主題の実装形態は、プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するために使用され得る。動作状況は、例えば、プログラマブルデバイス内に提供された回路または構成要素の温度、プログラマブルデバイスの外部の回路またはデバイスの温度、供給電圧の電圧レベル、および同様のものを含む、デバイスの動作特性またはパラメータの任意の適切な目安であり得る。本開示のいくつかの態様によれば、監視システムは、プログラマブルロジック、プロセッサおよびＤＳＰなどの専用回路機器、ならびに、（個別にアドレス指定可能なデータパケットを使用して、プログラマブルロジックと、専用回路機器と、プログラマブルデバイスの他の回路または構成要素との間で情報をルート可能な）ネットワーク相互接続システムを含む、プログラマブルデバイス内に実装され得る。

監視システムは、ルートモニタ、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散されたいくつかのセンサ、およびプログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタを含み得る。センサのそれぞれは、関連付けられた回路の１つまたは複数の動作状況を示すアナログ信号を生成し得、アナログ信号をサテライトモニタの対応する１つに提供し得る。サテライトモニタのそれぞれは、アナログ信号をデジタルデータに変換するためのＡＤＣを含み得、ネットワーク相互接続システムは、デジタルデータをサテライトモニタのそれぞれからルートモニタにルートし得る。いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、例えば、対応するセンサによって生成されたアナログ信号が、デジタルデータへの変換のために、プログラマブルデバイスを横断してルートモニタにルートされるのではなく、デジタルデータへの変換のために、ローカル信号ワイヤを介して、対応するサテライトモニタへの比較的短い距離をルートされるように、対応するセンサの近傍に位置づけられ得る。

他の実装形態では、サテライトモニタによって生成されたデジタルデータは、クロック分散ネットワーク、プログラマブル相互接続ファブリック、および／または、デバイス内のプログラマブルロジックタイルのそれぞれの中に提供されたルーティングリソースを含む（が、これらに限定されない）、デバイス内に提供された他の適切なルーティングリソースを使用して、ルートモニタにルートされ得る。

ルートモニタは、ネットワーク相互接続システムを介して、サテライトモニタのそれぞれによって生成されたデジタルデータを受け取り得、監視されている回路の１つまたは複数が指定動作範囲内で動作していないかどうかを決定するためにデジタルデータを分析し得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタは、トリミングおよび温度補償された基準電圧を発生させ得、ネットワーク相互接続システムは、トリミングおよび温度補償された基準電圧を、デバイスの至る所にあるサテライトモニタのそれぞれに配布し得る。

プログラマブルデバイス全体に分散された様々な回路の動作状況を監視するための従来のシステムは、典型的には、中央システムモニタと、監視されるべき回路の近くに位置づけられた複数のセンサとを含む。各センサは、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成し、アナログ信号は、デジタルデータへの変換のために、センサのそれぞれからシステムモニタにルートされる。センサは、典型的には、デバイスの至る所にある様々なロケーションに分散され、したがって、センサの少なくともいくつかによって生成されたアナログ信号は、システムモニタに達するようにデバイスの大部分を横断してルートされ得る。動作状況を示すアナログ信号は、ノイズおよび干渉の影響を特に受けやすくなり得るので、プログラマブルデバイスの中には、デジタルデータへの変換のために、遮蔽特性を有する専用金属層ルーティングリソースを使用して、これらのアナログ信号を様々なセンサからシステムモニタにルートし得るものもある。

このような専用金属層ルーティングリソースの遮蔽特性は、信号劣化およびデータ損失を低減させ得るが、専用金属層ルーティングリソースは高価であり、デバイスの金属層のかなりの量を消費する。さらに、プログラマブルロジックは、典型的には、いくつかの行または列に配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装されるので、繰り返し可能なタイルのそれぞれの中に埋め込まれた信号ルーティングリソースは、典型的には、最悪ケースのルーティングシナリオ（デバイス密度が最大のロケーションにタイルが置かれることなど）に基づく。結果として、繰り返し可能なタイルの多くが、信号ルーティングリソースで過剰装備され、これが、未使用のルーティングリソースを生じ得、および／またはプログラマブルデバイスのスケーラビリティを制限し得る。

本開示で説明される主題の特定の実装形態は、以下の潜在的長所の１つまたは複数を実現するために実装することができる。様々な回路の動作状況を監視するセンサに直近のプログラマブルデバイスの至る所にあるロケーションに、アナログ／デジタル変換能力を有する複数のサテライトモニタを導入することによって、本明細書で開示される監視システムは、ローカルサテライトモニタを使用して、センサによって生成されたアナログ信号をデジタルデータに変換し、その後、デジタルデータを、デバイスの至る所にある様々なロケーションからルートモニタにルートし得る。結果として、アナログ信号は、デバイスの大部分を横断してルートされ、その後、デジタルデータに変換されるのではなく、デジタルデータへの変換のために、最も近くのサテライトモニタへの比較的短い距離を送信され、アナログ信号は、次に、ネットワーク相互接続システムを使用してルートモニタにルートされる。いくつかの態様では、サテライトモニタによって生成されたデジタルデータは、個別にアドレス指定可能なデータパケットとしてルートモニタにルートされ得る。他の態様では、サテライトモニタによって生成されたデジタルデータは、非パケット化データとしてルートモニタにルートされ得る。ルートモニタにおいてアナログ／デジタル変換を実施するのではなく、センサの近傍に位置づけられたサテライトモニタを使用して、アナログ信号をデジタルデータに変換することによって、本明細書で開示される監視システムは、金属層ルーティングリソースを必要とせず、プログラマブルデバイスのスケーラビリティを向上させつつ、コストを低減させ得る。さらに、アナログ／デジタル変換をローカルに（例えば、センサの近傍で）実施すること、および結果として生じたデジタルデータをサテライトモニタからルートモニタにルートすることは、例えば、プログラマブルデバイス全体に分散されたＡＤＣが、アナログ／デジタル変換を並行に（例えば、同時に）実施し得るので、（アナログ信号を、デバイスの至る所にある様々なセンサから、システムモニタ内に提供されたＡＤＣにルートする従来の技法に比べて）ルートモニタによって、より多くのセンサデータを収集し分析することを可能にし得る。

以下の説明では、本開示を完全に理解するために、特定の構成要素、回路、および処理の例などの非常に多くの具体的詳細が示される。本明細書で使用されるような用語「連結される」は、直接的に連結されること、または１つもしくは複数の介在する構成要素もしくは回路を通じて連結されることを意味する。また、以下の説明では、また説明のために、実例の実装形態を完全に理解するために特定の専門語および／または詳細が示される。それでも、これらの具体的詳細は、実例の実装形態を実践することを必要とされないこともあるということが当業者には明らかであろう。他の例では、本開示をあいまいにしないように、よく知られた回路およびデバイスがブロック図の形式で示されている。本明細書で説明される様々なバス上で提供される信号のいずれかは、他の信号で時分割され、１つまたは複数の共通バス上で提供され得る。さらに、回路素子またはソフトウェアブロック間の相互接続は、バスとして、または単一の信号線として示され得る。バスのそれぞれは、代替として、単一の信号線であり得、単一の信号線のそれぞれは、代替として、バスであり得、単一の線またはバスは、構成要素間の通信のための無数の物理または論理メカニズムのうちの任意の１つまたは複数を表し得る。実例の実装形態は、本明細書で説明される具体例に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲によって定義される全ての実装形態をその範囲内に含めるべきである。

図１は、本開示の様々な態様が実装され得る実例のプログラマブルデバイス１００のブロック図を示す。デバイス１００は、例えば、プログラマブルロジック（ＰＬ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ）１１０、ネットワーク相互接続システム１２０、処理兼管理リソース（ＰＭＲ：ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅ）１３０、ＣＣＩＸ兼ＰＣＩｅモジュール（ＣＰＭ：ＣＣＩＸ ａｎｄ ＰＣＩｅ Ｍｏｄｕｌｅ）１４０、送受信ブロック１５０、入出力（Ｉ／Ｏ）ブロック１６０、メモリコントローラ１７０、構成ロジック１８０、ルートモニタ１９０、複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）、およびいくつかのセンサ（Ｓ）などの、いくつかのサブシステムを含み得る。１つまたは複数の実装形態では、デバイス１００は、図１に示されていない他のサブシステムまたは構成要素を含み得る。さらに、簡略化のために図示されていないが、デバイス１００は、いくつかの周辺構成要素（高性能メモリデバイスなど）および／または他のデバイスもしくはチップ（別のプログラマブルデバイスなど）に連結され得る。

ＰＬ１１０は、多数の異なるユーザ定義機能または動作を実施するように構成またはプログラムされ得るプログラマブル回路機器を含む。いくつかの実装形態では、ＰＬ１１０は、例えば、図１に描写されているように、プログラマブルデバイス１００内の列に配置された繰り返し可能なタイルとして実装された複数のプログラマブル回路ブロックを含み得る。プログラマブル回路ブロックは、プログラマブルファブリックサブリージョン（ＦＳＲ）と呼ばれ得、プログラマブル相互接続回路機器およびプログラマブルロジック回路機器をそれぞれ含み得る。いくつかの実装形態では、プログラマブル回路ブロックは、コンフィギュラブルロジックブロック（ＣＬＢ）、ランダムアクセスメモリブロック（ＢＲＡＭ）、デジタル信号処理ブロック（ＤＳＰ）、クロックマネージャ、遅延ロックループ（ＤＬＬ）、および／または、ユーザ指定回路設計を実装するようにプログラムもしくは構成可能な他のロジックもしくは回路を含み得る（が、これらに限定されない）。

プログラマブル回路ブロックまたはタイルのそれぞれの中のプログラマブル相互接続回路機器は、プログラマブル相互接続ポイント（ＰＩＰ）によって相互接続された様々な長さの複数の相互接続ワイヤを含み得る。相互接続ワイヤは、特定のプログラマブルタイル内の構成要素間、異なるプログラマブルタイル内の構成要素間、およびプログラマブルタイルの構成要素と他のサブシステムまたはデバイスとの間の接続を提供するように構成され得る。プログラマブル相互接続回路機器およびプログラマブル回路ブロックは、どのようにプログラマブル要素が構成されるかを定義し、対応するユーザ指定回路設計を実装するために動作する構成レジスタに構成データをロードすることによってプログラムまたは構成され得る。いくつかの態様では、いくつかのプログラマブル回路ブロックのそれぞれの中のプログラマブル相互接続回路機器は、ブロックレベルおよび／またはデバイスレベルの信号ルーティングリソースをデバイス１００に提供するプログラマブル相互接続ファブリック（簡略化のために図示せず）の一部を形成し得る。

ネットワーク相互接続システム１２０は、デバイス１００の一部として製作され得、様々なデバイスリソース（ＰＬ１１０、ＰＭＲ１３０、ＣＰＭ１４０、送受信ブロック１５０、Ｉ／Ｏブロック１６０、メモリコントローラ１７０、構成ロジック１８０、ルートモニタ１９０、およびサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）など）を互いに、および簡略化のために図示していない他の構成要素と、選択的に相互接続可能な、高速高帯域幅のプログラマブル信号ルーティングネットワークを実装するために一緒に接続された任意の数の水平セグメントおよび垂直セグメント（ならびに／または対角セグメント）を含み得る。図１の実例の実装形態について、ネットワーク相互接続システム１２０は、２つの水平セグメントおよび４つの垂直セグメントを含むように示されている。デバイス１００の幅全体に延びる第１の水平セグメントは、デバイス１００の下部境界に沿って位置づけられ、デバイス１００の幅全体に延びる第２の水平セグメントは、デバイス１００の上部境界に沿って位置づけられる。４つの垂直セグメントは、デバイス１００の高さ全体に延び、ネットワーク相互接続システム１２０の第１および第２の水平セグメントに接続される。いくつかの態様では、水平セグメントは、介在する回路またはインターフェースを用いずに、ネットワーク相互接続システム１２０がＩ／Ｏブロック１６０およびメモリコントローラ１７０と信号およびデータを交換することを可能にし得、垂直セグメントは、介在する回路またはインターフェースを用いずに、ネットワーク相互接続システム１２０が送受信ブロック１５０、処理兼管理リソース（ＰＭＲ）１３０、およびＣＰＭ１４０と信号およびデータを交換することを可能にし得る。他の実装形態では、ネットワーク相互接続システム１２０は、他の数の水平および垂直セグメントを含み得、これらのセグメントは、デバイス１００の他の位置を占め得る。したがって、図１に描写された実例のネットワーク相互接続システム１２０の特定のレイアウト、形状、サイズ、方向、および他の物理的特性は、本明細書で開示される様々な実装形態の例証にすぎない。

ネットワーク相互接続システム１２０は、ソースロケーションから宛先ロケーションに個別にアドレス指定およびルート可能なデータパケットとして、様々なデバイスリソース間で情報を送信するように構成され得る。いくつかの態様では、ネットワーク相互接続システム１２０上で送信されたデータパケットは、動的にアドレス指定可能であり得る。１つまたは複数の実装形態では、ネットワーク相互接続システム１２０は、適切なデータパケットプロトコル（トークンリングプロトコルなど）を用いて、および／またはメモリマップされたアドレスを使用して、データパケットを任意の数のソースロケーションから任意の数の宛先ロケーションにルートし得る。データパケットは、データパケットをその指示された宛先にルートするために、ネットワーク相互接続システム１２０によって使用可能なヘッダ情報（ソースアドレス、宛先アドレス、およびプロトコル情報など）を含み得る。

いくつかの実装形態では、データパケットは、例えば、割り当てられた優先度、トラフィックタイプ、トラフィックフロー、および／または他の尺度に基づいて、ネットワーク相互接続システム１２０を通じたデータパケットの送信が優先されることを可能にするサービス品質（ＱｏＳ）情報を含み得る。このような実装形態では、ネットワーク相互接続システム１２０は、受け取られたデータパケットの優先レベルまたはトラフィッククラスを決定可能な優先ロジックを含み、送信のためのデータパケットを待ち行列に入れるときに、決定された優先レベルまたはトラフィッククラスを使用し得る。個別アドレス指定可能データパケットとして、様々なデバイスリソース間で情報を送信することによって、ネットワーク相互接続システム１２０は、特定のユーザ指定回路設計に関わらず、様々なデバイスリソース間の接続を提供し得、これにより、（従来のプログラマブルデバイスに比べて）デバイス１００の信号ルーティング能力を著しく向上させる。例えば、デバイス１００のプログラマブル相互接続ファブリックおよび他のタイルベースの信号ルーティング構造は、典型的には、指定の回路間のポイントツーポイント信号接続を提供するように構成されるが、ネットワーク相互接続システム１２０は、複数のデータパケットのそれぞれを、デバイス１００上の任意のソースアドレスから任意の宛先アドレスに同時にルートし得、これにより、システムレベルの接続性をデバイス１００に提供する。

簡略化のために図示されていないが、ネットワーク相互接続システム１２０はまた、スケジューラおよびアービトレーションロジックを含み得る。スケジューラは、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数の物理および／または仮想チャネルを使用した、ソースアドレスから宛先アドレスへのデータパケットの送信をスケジュールするために使用され得る。アービトレーションロジックは、例えば、衝突、および他の競合関連のレイテンシを最小化するために、ネットワーク相互接続システム１２０へのアクセスを調停するために使用され得る。デバイス１００が、スタックドシリコン相互接続（ＳＳＩ）技術を使用して製作される実装形態について、ネットワーク相互接続システム１２０の柱状部分は、例えば、マスタＳＬＲとスレーブＳＬＲとの間で構成データがルートされることを可能にするために、隣のスーパーロジック領域（ＳＬＲ）との間の信号接続を提供し得る。

ネットワーク相互接続システム１２０は、ネットワーク相互接続システム１２０内の、またはネットワーク相互接続システム１２０に関連付けられた、様々なスイッチ、インターフェース、およびルータが、特定のユーザ指定回路設計を実装するために、どのように構成されるかを定義する対応する構成レジスタに、構成データをロードすることによってプログラムされ得る。いくつかの実装形態では、ネットワーク相互接続システム１２０は、ネットワーク相互接続システム１２０と、デバイス１００の様々なリソース、サブシステム、回路、および他の構成要素との間の選択的接続を提供する複数のノード、ポート、または他のインターフェース（簡略化のために図示せず）を含み得る。例えば、ネットワーク相互接続システム１２０は、デバイス１００の複数のサブシステムが、オンチップメモリ（ＯＣＭ）リソース、処理リソース、Ｉ／Ｏリソース、および／または送受信ブロック１５０へのアクセスを共有することを可能にし得る。ネットワーク相互接続システム１２０のノード、ポート、または他のインターフェースは、いくつかの関連付けられた構成レジスタに構成データをロードすることによって、特定の接続プロフィールを実装するようにプログラムされ得る。

大量のデータを要求および使用し得るデバイス１００の様々なリソース、サブシステム、回路、および他の構成要素を選択的に相互接続することによって、ネットワーク相互接続システム１２０は、ローカル相互接続リソースに対する信号ルーティング負荷を緩和し得、これにより、デバイス性能を向上させ、他のプログラマブルデバイスより大きい構成柔軟性を可能にする。その上、デバイスレベルおよびブロックレベルのプログラマブル相互接続より高いデータ送信速度および低いエラー率を有する高性能信号ルーティングネットワークを提供することによって、ネットワーク相互接続システム１２０は、（他のプログラマブルデバイスに比べて）デバイス１００の処理能力およびデータスループットを向上させ得る。

処理兼管理リソース（ＰＭＲ）１３０は、専用データ処理能力およびプラットフォーム管理リソースをデバイス１００に提供し得る。ＰＭＲ１３０は、図２についてより詳細に説明されたように、処理システム（ＰＳ：ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）およびプラットフォーム管理コントローラ（ＰＭＣ：ｐｌａｔｆｏｒｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含み得る。いくつかの実装形態では、ＰＳは、いくつかのプロセッサコア、キャッシュメモリ、メモリコントローラ、および、デバイス１００のＩ／Ｏピンに直接的に連結するように構成可能な一方向性および／または双方向性インターフェースを含み得る。いくつかの態様では、各プロセッサコアは、連続したデータ処理のために使用可能な中央処理装置（ＣＰＵ）またはスカラプロセッサを含み得る。ＰＭＣは、外部メモリから提供された構成データ（構成ビットストリームなど）に基づいて、デバイス１００をブートおよび構成するために使用され得る。ＰＭＣはまた、ＰＬ１１０を構成するため、ならびに様々な暗号化、認証、ルートモニタリング、およびデバイス１００のデバッグ能力を制御するために使用され得る。

ＣＣＩＸ兼ＰＣＩｅモジュール（ＣＰＭ）１４０は、デバイス１００と、いくつかの周辺構成要素（外部デバイスまたはチップなど）との間の接続を提供するいくつかのインターフェースを含み得る。いくつかの実装形態では、ＣＰＭ１４０は、送受信ブロック１５０を介して他のデバイスまたはチップへの接続を提供する、いくつかのペリフェラルインターコネクトエクスプレス（ＰＣＩｅ）インターフェース兼キャッシュコヒーレントインターコネクトフォーアクセラレータ（ＣＣＩＸ）インターフェースを含み得る。いくつかの態様では、ＰＣＩｅ兼ＣＣＩＸインターフェースは、送受信ブロック１５０の一部として実装され得る。ＣＰＭ１４０の１つの実例の実装形態は、図２について説明される。

送受信ブロック１５０は、デバイス１００に接続された１つまたは複数の他のデバイスまたはチップ（簡略化のために図示せず）との信号接続を提供し得る。送受信ブロック１５０は、例えば、ギガビットシリアルトランシーバ（ＧＴ）などの、いくつかの異なるシリアルトランシーバを含み得る。いくつかの実装形態では、送受信ブロック１５０は、図１に描写されているように、デバイス１００の右側および左側に沿った様々なロケーションに位置づけられたいくつかの繰り返し可能なタイルとして実装され得る。他の実装形態では、送受信ブロック１５０は、デバイス１００の他の適切なロケーションに位置づけられ得る。１つまたは複数の実装形態では、送受信ブロック１５０のそれぞれは、１つまたは複数の関連付けられた電圧供給源（簡略化のために図示せず）に連結され得る。いくつかの態様では、所与の送受信ブロック１５０内の送受信回路の各バンクは、例えば、送受信回路の各バンクが、別個の電圧供給源を使用して電力供給され得るように、対応する電圧供給源を含み得るか、対応する電圧供給源に連結され得る。

Ｉ／Ｏブロック１６０は、デバイスのＩ／Ｏピン（簡略化のために図示せず）に連結され、Ｉ／Ｏ能力をデバイス１００に提供し得る。例えば、Ｉ／Ｏブロック１６０は、１つまたは複数の他のデバイスからデータを受け取り得、受け取られたデータをデバイス１００内のいくつかの宛先に移動させ得る。Ｉ／Ｏブロック１６０はまた、デバイス１００内のいくつかのソースからデータを受け取り得、受け取られたデータをデバイスのＩ／Ｏピンを介して１つまたは複数の他のデバイスに移動させ得る。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック１６０は、繰り返し可能なタイルとして実装され得る。デバイス１００は、任意の適切な数のＩ／Ｏブロック１６０を含み得、したがって、図１に描写された実例の実装形態は、例証にすぎない。

Ｉ／Ｏブロック１６０は、任意の数の適切なＩ／Ｏ回路またはデバイスを含み得る。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック１６０は、超高性能Ｉ／Ｏ（ＸＰＩＯ）回路、高密度Ｉ／Ｏ（ＨＤＩＯ）回路、および多重化Ｉ／Ｏ（ＭＩＯ）回路を含み得る。ＸＰＩＯ回路は、メモリコントローラ１７０への高速低レイテンシインターフェースを提供することなど、高性能通信に最適化され得る。１つまたは複数の実装形態では、ＸＰＩＯ回路は、メモリコントローラ１７０を使用せずにデバイス１００の他のサブシステムによってアクセス可能な、専用メモリリソースを含み得る。ＨＤＩＯ回路は、（ＸＰＩＯ回路に比べると）より低いスピードおよびより高い電圧Ｉ／Ｏの能力をサポートする費用効果の高い解決策を提供し得る。ＭＩＯ回路は、例えば、ＰＬ１１０、ＰＭＲ１３０、およびＣＰＭ１４０などの、様々なサブシステムによってアクセス可能な汎用Ｉ／Ｏリソースを提供し得る。

メモリコントローラ１７０は、デバイス１００内および／または外に提供された様々なメモリリソースへのアクセスを制御するために使用され得る。いくつかの実装形態では、メモリコントローラ１７０は、Ｉ／Ｏブロック１６０の１つまたは複数に常駐する専用メモリにアクセスするために使用され得る。メモリコントローラ１７０は、ダブルデータレートｖ４（ＤＤＲ４）メモリコントローラ、高帯域幅メモリ（ＨＢＭ）コントローラ、および／または他の適切なメモリコントローラを含み得る。１つまたは複数の実装形態では、メモリコントローラ１７０のいくつかまたは全ては、メモリアクセス効率を改善し得るトランザクション並べ替え能力（ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｒｅｏｒｄｅｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）を有するスケジューラを含み得る。さらに、または別の方式では、メモリコントローラ１７０を実装する繰り返し可能なタイルは互いに異なり得る。例えば、第１の数のメモリコントローラ１７０は、ＤＤＲ４メモリコントローラを実装し得、第２の数のメモリコントローラ１７０は、ＬＰＤＤＲ４メモリコントローラを実装し得、第３の数のメモリコントローラ１７０は、ＨＢＭコントローラを実装し得る。

デバイス１００は、任意の数のＩ／Ｏブロック１６０およびメモリコントローラ１７０を含み得、したがって、図１に描写されたＩ／Ｏブロック１６０およびメモリコントローラ１７０の数および位置は例証にすぎない。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック１６０とメモリコントローラ１７０の第１の行は、デバイス１００の下縁に沿って位置づけられた繰り返し可能なタイルとして実装され得、Ｉ／Ｏブロック１６０とメモリコントローラ１７０の第２の行は、デバイス１００の上縁に沿って位置づけられた繰り返し可能なタイルとして実装され得る。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック１６０およびメモリコントローラ１７０は、例えば、図１の例に描写されているように、交互に位置づけられるか、互いに対して分散され得る。他の実装形態では、Ｉ／Ｏブロック１６０とメモリコントローラ１７０とのペアは、同じ繰り返し可能タイル内に実装され得る。

いくつかの実装形態では、デバイス１００の下部に沿って位置づけられたＩ／Ｏブロック１６０とメモリコントローラ１７０の第１の行は、ネットワーク相互接続システム１２０の第１の水平セグメントに連結され得、デバイス１００の上部に沿って位置づけられたＩ／Ｏブロック１６０とメモリコントローラ１７０の第２の行は、ネットワーク相互接続システム１２０の第２の水平セグメントに連結され得る。このようにして、ネットワーク相互接続システム１２０は、デバイス１００のプログラマブルリソースとそのＩ／Ｏピン（簡略化のために図示せず）との間の接続を提供し得る。

いくつかの実装形態では、デバイス１００は、デバイス１００の高さ全体に垂直に延び、送受信ブロック１５０の近傍に位置づけられた、接続ファブリック（簡略化のために図示せず）の１つまたは複数の列を含み得る。接続ファブリックは、ＵＳＢコントローラ、イーサネットＭＡＣ、マルチレート（ＭＲ）イーサネットＭＡＣ（ＭＲＭＡＣ）、ＰＣＩｅコントローラ、ＣＣＩＸコントローラ、および／または、送受信ブロック１５０とＰＬ１１０との間の接続を提供するための他の構成要素を含む（が、これらに限定されない）、いくつかの配線接続回路を含み得る。

構成ロジック１８０は、外部メモリからの構成データ（構成ビットストリームなど）、ならびに構成データのルート部分（フレーム、ワード、バイト、および／またはビットなど）を、デバイス１００の様々なプログラマブルリソースがどのように構成されるかを定義する適切な構成レジスタにロードするために使用され得る。構成ロジック１８０はまた、デバイス１００を部分的に再構成するため、および／またはデバイス１００の１つもしくは複数の部分を内部で再構成するために使用され得る。いくつかの実装形態では、構成ロジック１８０は、構成レジスタ、境界走査検査回路機器（ＴＡＰコントローラ回路機器など）、デバイス１００から読み出された構成データのビットストリームを暗号化するための暗号化回路機器、およびデバイス１００にロードされた構成データのビットストリームを復号するための復号回路機器を含み得る。

簡略化のために図示されていないが、デバイス１００は、プログラマブルファブリックと、デバイス１００の境界に位置づけられたＩ／Ｏブロック１６０とメモリコントローラ１７０の行のそれぞれとの間のインターフェースを含み得る。このインターフェースは、本明細書では境界ロジックインターフェース（ＢＬＩ）と呼ばれることもあり、大きく複雑な外部デバイス（ＨＢＭなど）がデバイス１００のプログラマブルファブリック内のはるかに小さいブロック（ＣＬＢなど）のように見えることを可能にし得る。いくつかの実装形態では、ＢＬＩは、プログラマブルファブリックの上部および下部の境界または縁に位置づけられた行に配置され得る。このようにして、ＢＬＩは、円柱ロジック構造（ＣＬＢ列またはＤＳＰ列など）とＩ／Ｏリソース（Ｉ／Ｏブロック１６０など）の行との間で信号をルートするために使用され得る。

本開示の様々な態様によれば、プログラマブルデバイス１００は、例えば、選択された回路が指定の動作可能パラメータ内で動作することを保証するために、プログラマブルデバイス１００の至る所に提供された複数の選択された回路の１つまたは複数の動作状況を監視可能な監視システムを含み得る。本明細書で開示される監視システムは、例えば、温度、電圧レベル、および電流レベルを含む、選択された回路の任意の適切な動作状況を測定し得る。本明細書で使用されるように、用語「選択された回路」は、デバイス１００の正規の動作を保証するために、１つまたは複数の動作状況を監視するために選択可能な任意の回路、構成要素、供給電圧、構造、またはデバイスのことを指し得る。いくつかの実装形態では、監視システムは、選択された回路の１つまたは複数の測定された動作状況が動作状況の指定範囲に含まれないときに、アラーム（または複数のアラーム）を生成し得る。いくつかの態様では、アラームは、デバイス１００のいくつかの回路または構成要素の電源を切るために使用され得る。他の態様では、アラームは、デバイス１００全体の電源を切るために使用され得る。

監視システムは、ルートモニタ１９０、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）、センサ（Ｓ）、およびネットワーク相互接続システム１２０の少なくとも一部を含み得る（または、これらによって形成され得る）。ルートモニタ１９０は、ネットワーク相互接続システム１２０に連結され、基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含み得る。ルートモニタ１９０によって発生された基準電圧は、アナログ／デジタル変換に適したトリミングおよび温度補償された電圧であり得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタ１９０は、例えば、図１に描写されているように、デバイス１００のプロセッサシステム内に位置づけられ得る。他の実装形態では、ルートモニタ１９０は、デバイス１００内の他の適切なロケーションに位置づけられ得る。

基準電圧は、ネットワーク相互接続システム１２０を介してサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれに配布され得、これにより、基準電圧をサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれに提供するために、デバイス１００全体の様々なロケーションに複数の電圧発生器を置く必要をなくす。いくつかの実装形態では、ネットワーク相互接続システム１２０は、基準電圧をルートモニタ１９０からサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれに配布するための１つまたは複数のアナログチャネルを含み得、デジタルデータをサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）からルートモニタ１９０に選択的にルートするための１つまたは複数のデジタルチャネルを含み得る。

センサ（Ｓ）は、選択された回路の少なくとも１つの１つまたは複数の動作状況を示す電気信号を生成可能な、任意の適切な検知回路またはデバイスであり得、温度センサ、電圧センサ、および／または電流センサを含み得る（が、これらに限定されない）。いくつかの実装形態では、各センサ（Ｓ）は、１つまたは複数の選択された回路の動作状況を測定し得、測定された動作状況を示すアナログ信号をサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）の対応する１つに提供し得る。

サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）は、センサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を、選択された回路の測定された動作状況を示すデジタルデータに変換可能な、任意の適切な回路またはデバイスであり得る。簡略化のために図１に示されていないが、いくつかの実装形態では、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれは、少なくともアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）およびメモリを含み得る。ＡＤＣは、アナログ信号をデジタルデータに変換可能な任意の適切な回路であり得、いくつかの関連付けられたセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を受け取るための１つまたは複数の入力、関連付けられたセンサ（Ｓ）によって測定された動作状況を示すデジタルデータを提供するための１つまたは複数の出力、およびローカル基準電圧を受け取るための１つまたは複数の基準端子を含み得る。いくつかの実装形態では、ローカル基準電圧は、ルートモニタによって発生され、ネットワーク相互接続システム１２０によってサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）に配布された、基準電圧に少なくとも部分的に基づき得る。メモリは、ＡＤＣによって生成されたデジタルデータを格納し得、ルートモニタへのルーティングのために、デジタルデータをネットワーク相互接続システム１２０に提供し得る。

センサ（Ｓ）およびサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）は、例えば、選択された回路の動作状況を示すアナログ信号が（中央ハブに送信され、その後、デジタルデータに変換されるのではなく）、様々な分散されたロケーションにおいてデジタル信号に変換され得るように、プログラマブルデバイス１００の至る所に分散され、選択された回路の近くの様々なロケーションに位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、センサ（Ｓ）のそれぞれは、例えば、センサ（Ｓ）および対応する選択された回路がローカル信号線を使用して一緒に連結され得るように、対応する選択された回路の近傍に位置づけられ得る。同様に、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれは、例えば、サテライトモニタ１９２および１つまたは複数の関連付けられたセンサ（Ｓ）がローカル信号線を使用して一緒に連結され得るように、１つまたは複数の関連付けられたセンサ（Ｓ）の近傍に位置づけられ得る。いくつかの態様では、本明細書で使用されるような用語「近傍」は、動作状況を示すアナログ信号を、最低限の信号劣化で比較的短いローカル信号ワイヤを介して送信可能な距離を指し得る。

図１の例について、送受信ブロック１５０内にあるセンサ（Ｓ）の第１のグループは、送受信ブロック１５０に関連付けられた電圧供給源（簡略化のために図示せず）のそれぞれの近傍に位置づけられ得、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（６）の第１のグループは、例えば、センサ（Ｓ）の第１のグループのそれぞれが、比較的短いローカル信号ワイヤによって、対応する供給電圧および対応するサテライトモニタ１９０に連結され得るように、センサ（Ｓ）の第１のグループの近傍に位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、センサ（Ｓ）の第１のグループのそれぞれは、対応する電圧供給源の１つまたは複数の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（６）の第１のグループのそれぞれは、関連付けられたセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を、ネットワーク相互接続システム１２０を介してルートモニタ１９０に送信可能なデジタルデータに変換するように構成され得る。

ＰＬ１１０内にあるセンサ（Ｓ）の第２のグループは、ＰＬ１１０内のまたはＰＬ１１０に関連付けられた、いくつかの対応する選択された回路（簡略化のために図示せず）の近傍に位置づけられ得、サテライトモニタ１９２（７）～１９２（１９）の第２のグループは、例えば、センサ（Ｓ）の第２のグループのそれぞれが、比較的短いローカル信号ワイヤによって、対応する選択された回路およびサテライトモニタ１９２（７）～１９２（１９）の第２のグループの対応する１つに連結され得るように、センサ（Ｓ）の第２のグループの近傍に位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、センサ（Ｓ）の第２のグループのそれぞれは、対応する選択された回路の１つまたは複数の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、サテライトモニタ１９２（７）～１９２（１９）の第２のグループのそれぞれは、関連付けられたセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を、ネットワーク相互接続システム１２０を介してルートモニタ１９０に送信可能なデジタルデータに変換するように構成され得る。

サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれは、ローカル信号線によって任意の適切な数のセンサ（Ｓ）に連結され得る。１つの例として、サテライトモニタ１９２（１）は、送受信ブロック１５０内に位置づけられた単一のセンサ（Ｓ）に連結され得、送受信ブロック１５０に関連付けられた対応する電圧供給源の１つまたは複数の動作状況を示すデジタル信号を生成し得る。別の例として、サテライトモニタ１９２（１６）は、ＰＬ１１０内に位置づけられた２つのセンサ（Ｓ）に連結され得、ＰＬ１１０内に位置づけられた２つのセンサ（Ｓ）に関連付けられた選択された回路の１つまたは複数の動作状況を示すデジタル信号を生成し得る。別の例として、サテライトモニタ１９２（１７）は、ＰＬ１１０内に位置づけられた４つのセンサ（Ｓ）に連結され得、ＰＬ１１０内に位置づけられた４つのセンサ（Ｓ）に関連付けられた選択された回路の１つまたは複数の動作状況を示すデジタル信号を生成し得る。さらに、１９個のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）を含むものと図１に示されているが、プログラマブルデバイス１００は、プログラマブルデバイス１００の他の適切なロケーションに位置づけられた他の数のサテライトモニタ１９２を含み得る。

上記で説明されたように、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）は、中央システムモニタを使用してデジタルデータへの変換のために比較的長距離を越えてアナログ信号を送信するのではなく、比較的短いローカル信号ワイヤを使用して、センサ（Ｓ）のそれぞれを対応するサテライトモニタ１９２に連結できるように、センサ（Ｓ）に十分接近して位置づけられ得る。このようにして、本明細書で開示される監視システムの実装形態は、金属層信号ルーティングリソースが、デジタルデータへの変換のために、これらのアナログ信号を、デバイス１００の至る所に分散された様々なロケーションから中央モニタにルートする必要をなくし得、これは、監視システムのスケーラビリティをさらに向上させつつ、デバイスの複雑性およびコストを低減させ得る。その上、デバイス１００の至る所に分散された複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）を使用して、アナログセンサデータのアナログ／デジタル変換を実施し、次に、分析のためにデジタルデータをルートモニタ１９０にルートすることによって、同時に測定可能なセンサの数は、サテライトモニタ内に提供されたＡＤＣの入力チャネルの数によって制限されない。対照的に、デジタルデータへの変換のためにアナログセンサデータを中央システムモニタにルートする従来の解決策による同時に測定可能なセンサの数は、システムモニタに関連付けられたＡＤＣの入力チャネルの数によって制限される。したがって、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）を介してデバイス１００の至る所にデジタル情報へのアナログセンサデータの変換を分散させることによって、本明細書で開示される監視システムによる同時に測定可能なセンサの数は、任意の特定のＡＤＣの入力チャネルの数ではなく、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）の数に基づく。結果として、本明細書で開示される監視システムは、前述の従来の解決策よりはるかに大きい数のセンサを同時に測定し得る。

ルートモニタ１９０は、ネットワーク相互接続システム１２０によってサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれからルートされたデジタルデータを受け取り得、センサによって監視される選択された回路の動作状況を決定するために、受け取られたデジタルデータを処理し得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタ１９０は、選択された回路のそれぞれがその指定動作範囲内で動作しているかどうかを決定するために、測定された動作状況を１つまたは複数の基準値と比較し得る。

図１は、プログラマブルデバイス１００のただ１つの例証的なアーキテクチャを示すことを意図するものであることに留意されたい。例えば、列（または行）における論理ブロックの数、列（または行）の相対幅、列（または行）の数と順序、列（または行）に含まれる論理ブロックのタイプ、論理ブロックの相対サイズ、および図１に示された他の構造的態様は、本明細書で開示される発明の主題の様々な実装形態の例証にすぎない。

図２は、いくつかの実装形態による、図１のプログラマブルデバイス１００の１つの例であり得るプログラマブルデバイス２００の機能ブロック図を示している。デバイス２００は、送受信ブロック１５０、プログラマブルロジック（ＰＬ）２１０、ＣＰＭ２２０、処理システム（ＰＳ：ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）２３０、プラットフォーム管理コントローラ（ＰＭＣ）２４０、およびＩ／Ｏブロック＋メモリコントローラ２６０を含むように示されている。ＰＬ２１０は、図１のＰＬ１１０の１つの実装形態であり得、送受信ブロック１５０、ＣＰＭ２２０、ＰＭＣ２４０、およびネットワーク相互接続システム１２０に隣接しており、これらに直接接続され得る。Ｉ／Ｏブロック＋メモリコントローラ２６０は、図１のＩ／Ｏブロック１６０およびメモリコントローラ１７０の１つの実装形態であり得、プログラマブルデバイス２００の下縁に沿って配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。簡略化のために図２に示されていないが、Ｉ／Ｏブロック＋メモリコントローラ２６０はまた、プログラマブルデバイス２００の上縁に沿って配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。さらに、または別の方式では、Ｉ／Ｏブロック＋メモリコントローラ２６０は、プログラマブルデバイス２００の右縁および左縁に沿って配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。

ＣＰＭ２２０は、図１のＣＰＭ１４０の１つの実装形態であり得、いくつかの異なるバス規格のためのインターフェース能力を提供し得る。いくつかの実装形態では、ＣＰＭ２２０は、ペリフェラルコンポーネントインターコネクトエクスプレス（ＰＣＩｅ）インターフェース２２２、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）回路２２４、およびキャッシュコヒーレントインターコネクトフォーアクセラレータ（ＣＣＩＸ）インターフェース２２６を含み得る。ＰＣＩｅインターフェース２２２は、ＰＣＩプロトコルに応じて、送受信ブロック１５０を介して、ＰＳ２３０と１つまたは複数の他のデバイスまたはチップとの間でデータを交換するために使用され得る。同様に、ＣＣＩＸインターフェース２２６は、ＣＣＩＸプロトコルに応じて、送受信ブロック１５０を介して、ＰＳ２３０と１つまたは複数の他のデバイスまたはチップとの間でデータを交換するために使用され得る。

ＰＳ２３０は、デバイス２００に専用データ処理能力を提供し得、アプリケーション処理ユニット（ＡＰＵ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）２３２、リアルタイム処理ユニット（ＲＰＵ：ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）２３４、キャッシュメモリ２３６、およびシステムオンアチップ（ＳｏＣ：ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）インターフェース２３８を含むように示されている。簡略化のために図示されていないが、ＰＳ２３０はまた、通信規格（イーサネットおよびＵＳＢ２．０インターフェースなど）のための周辺機器、ならびに様々なコントローラ（ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＵＡＲＴ、およびＣＡＮ－ＦＤコントローラなど）を含み得る。ＡＰＵ２３２およびＲＰＵ２３４は、デバイス２００に専用スカラ処理能力を提供可能な１つまたは複数の処理コア（ＣＰＵなど）をそれぞれ含み得る。いくつかの態様では、ＰＳ２３０は、プログラマブル相互接続ファブリックおよびネットワーク相互接続システム１２０によってデバイス２００の他のサブシステムに選択的に接続され得る。

いくつかの実装形態では、ＡＰＵ２３２は、ハードウェア仮想化をサポートするマルチコアＡＲＭプロセッサを含み得、ビルトイン割込みコントローラおよびスヌープ制御ユニットを有し得る。割込みコントローラは、仮想割込みをサポートし得、スヌープ制御ユニットは、ＡＰＵ２３２およびＲＰＵ２３４によって使用および／または共有される１つまたは複数のキャッシュ間のコヒーレンシを維持するために使用され得る。ＡＰＵ２３２は、ＡＸＩコヒーレント拡張（ＡＣＥ）ポートを使用してＰＳ２３０の他の構成要素と通信し得、アクセラレータコヒーレンシポート（ＡＣＰ）を使用してＰＬ２１０と通信し得る。いくつかの実装形態では、ＲＰＵ２３４は、リアルタイムデータ処理をサポートするマルチコアＡＲＭプロセッサを含み得、リアルタイムシングルサイクルアクセスのための密結合メモリ（ＴＣＭ）インターフェースを含み得、専用割込みコントローラおよび浮動小数点ユニットを有し得る。ＲＰＵ２３４は、ＡＸＩポートを使用してＰＳ２３０の他の構成要素と、および／またはＰＬ２１０と通信し得る。

キャッシュメモリ２３６は、ＡＰＵ２３２およびＲＰＵ２３４による共有アクセスを可能にする任意の適切な高速キャッシュであり得る。ＳｏＣインターフェース２３８は、ＰＳ２３０の様々なリソースとネットワーク相互接続システム１２０との間の接続を提供し得る。

ＰＭＣ２４０は、セキュリティ回路機器２４２、ブート兼再構成回路機器２４４、アナログ回路機器２４６、および図１のルートモニタ１９０を含み得る。セキュリティ回路機器２４２は、データ暗号化／復号能力および他のセキュリティ特徴を提供し得る。ブート兼再構成回路機器２４４は、非セキュアブートとセキュアブートの両方をサポートするマルチステージブート処理を提供し得る。アナログ回路機器２４６は、任意の適切なアナログ回路構成要素を含み得る。さらに、簡略化のために図２に示されていないが、ＰＭＣ２４０は、テスト兼デバッギングリソース（ＪＴＡＧ回路機器など）、外部フラッシュメモリインターフェース、および他の構成要素または回路を含み得る。いくつかの実装形態では、ＰＭＣ２４０は、ＰＬ２１０の一部が部分再構成動作を使用して再構成されることを可能にし得る。例えば、ＰＬ２１０の一部のための新しい構成ビットストリームは、１次または２次ブートインターフェース（ＰＣＩｅまたはイーサネットなど）を介してＰＳ２３０からロードされ、次に、再構成されることになるＰＬ２１０の一部に関連付けられた構成レジスタに格納され得る。ＰＬ２１０の１つまたは複数の部分の部分再構成を可能にする能力は、ユーザ指定回路設計（他のプログラマブルデバイスに匹敵するものなど）への変更または更新を反映するために、ユーザがデバイス２００をより素早く再構成することを可能にし得る。

図３は、いくつかの実装形態による、実例のプログラマブルファブリック３００のブロック図を示す。いくつかの実装形態では、プログラマブルファブリック３００は、図１のＰＬ１１０、図２のＰＬ２１０、または両方であり得る。プログラマブルファブリック３００は、列（または行）に配置可能な複数の異なるプログラマブル回路ブロックまたはタイルを含むように示されている。プログラマブル回路ブロックは、円柱状アーキテクチャに配置された、プログラマブル相互接続要素（ＩＮＴ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｅｌｅｍｅｎｔ）３１０、コンフィギュラブルロジック要素（ＣＬＥ：ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ）３２０、ＤＳＰ３３０、およびブロックＲＡＭ（ＢＲＡＭ）３４０を含み得る（が、これらに限定されない）。図３の例として、プログラマブルファブリック３００は、プログラマブル相互接続要素３１０の１１個の列、ＣＬＥ３２０の５つの列、ＤＳＰ３３０の２つの列、およびＢＲＡＭ３４０の２つの列を含むように示されている。他の実装形態では、プログラマブルファブリック３００は、プログラマブル相互接続要素３１０、ＣＬＥ３２０、ＤＳＰ３３０、およびＢＲＡＭ３４０の他の数の列を含み得る。プログラマブルファブリック３００はまた、簡略化のために図３に示されていないいくつかの他のサブシステムまたは構成要素（処理コア、プログラマブル相互接続構造、および同様のものなど）を含み得る。

プログラマブル相互接続要素３１０、ＣＬＥ３２０、ＤＳＰ３３０、およびＢＲＡＭ３４０は、プログラマブルファブリック３００全体に繰り返し可能なタイルとして実装され得る。タイルのそれぞれは、同じタイル内のプログラマブルロジック要素へのローカル信号相互接続を提供すること、隣接したタイル内のプログラマブル相互接続要素３１０へのローカル信号相互接続を提供すること、および／または他の信号ルーティングリソースへのローカル信号相互接続を提供することを行う、少なくとも１つのプログラマブル相互接続要素３１０を含み得る。プログラマブル相互接続要素３１０は、プログラマブル相互接続ファブリックの少なくとも一部（または他の適切なブロックレベルおよび／もしくはデバイスレベルの信号ルーティング構造）をまとめて形成し得る。

いくつかの実装形態では、プログラマブルファブリック３００は、プログラマブルファブリック３００の高さ全体に垂直に延びる円柱状ハードブロック３５０を含み得る。ハードブロック３５０は、例えば、ＵＳＢコントローラ、イーサネットＭＡＣ、マルチレート（ＭＲ）イーサネットＭＡＣ、ＰＣＩｅコントローラ、ＣＣＩＸコントローラ、ならびに／または、ＰＣＩｅプロトコルの物理層、データリンク層、およびトランザクション層を実装する他の適切な回路もしくは構成要素など、いくつかの配線接続回路を含み得る。いくつかの実装形態では、ハードブロック３５０は、図１について上記で説明された接続ファブリックの１つの実装形態であり得る。

図４は、いくつかの実装形態による、監視システム４００の機能ブロック図を示している。監視システム４００は、図１のプログラマブルデバイス１００内に実装され得、ルートモニタ４１０、複数のサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５、複数の供給電圧センサＳＶ１～ＳＶ４、複数の温度センサＴ５～Ｔ１５、および複数の選択された回路ＣＫＴ５～ＣＫＴ１５を含むように示されている。ルートモニタ４１０は、図１のルートモニタ１９０の１つの実装形態であり得、ネットワーク相互接続システム１２０に連結され、基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）を発生させるための回路機器を含み得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタ４１０は、温度補償基準電圧Ｖ_ＲＥＦを発生させるバンドギャップ基準回路（簡略化のために図示せず）を含み得る。

サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５は、デバイス１００全体に分散され、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５のそれぞれがセンサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５の対応する１つの近傍に位置づけられるように配置され得る。図４の実例の実装形態について、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ４は、ローカル信号ワイヤを介してそれぞれの供給電圧センサＳＶ１～ＳＶ４に連結され、サテライトモニタＳＡＴ５～ＳＡＴ１５は、ローカル信号ワイヤを介してそれぞれの温度センサＴ５～Ｔ１５に連結される。このようにして、供給電圧センサＳＶ１～ＳＶ４によって生成されたアナログ信号は、ローカル信号ワイヤによってそれぞれのサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ４に提供され得、温度センサＴ５～Ｔ１５によって生成されたアナログ信号は、ローカル信号ワイヤによってそれぞれのサテライトモニタＳＡＴ５～ＳＡＴ１５に提供され得る。関連付けられたセンサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５の直近に（例えば、これらの近傍に）サテライトモニタＳＡＴ５～ＳＡＴ１５を位置づけることによって、センサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５によって生成されたアナログ信号は、ルートモニタ４１０に達するようにデバイス１００の大部分を横断してルートされる必要はなく、これにより、デバイス１００全体に広がる金属層相互接続全体の比較的小さいアナログ信号のルーティングに関連付けられた信号劣化を最小化する。その上、センサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５によって生成されたアナログ信号のそれぞれは、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＴＡ１５のうちの近くの１つを使用してデジタルデータにローカルに変換され得るので、プログラマブルデバイス（図１のプログラマブルデバイス１００など）内に監視システム４００を実装するために、高価な金属層ルーティングリソースは必要とされない。

１つの例として、センサＳＶ１は、関連付けられた供給電圧の電圧レベルを示すアナログ信号を生成することによって、関連付けられた供給電圧の動作状況を監視し得る。対応するサテライトモニタＳＡＴ１をセンサＳＶ１の近傍に位置づけることによって、センサＳＶ１によって生成されたアナログ信号は、デバイス１００を横断してルートモニタ４１０にルートされる必要はなく、代わりに、ローカル信号ワイヤを介して、サテライトモニタＳＡＴ１への比較的短い距離をルートされ得る。別の例として、センサＴ５は、関連付けられた回路ＣＫＴ５の温度を示すアナログ信号を生成することによって、関連付けられた回路ＣＫＴ５の動作状況を監視し得る。対応するサテライトモニタＳＡＴ５をセンサＴ５の近傍に位置づけることによって、センサＴ５によって生成されたアナログ信号は、デバイス１００を横断してルートモニタ４１０にルートされる必要はなく、代わりに、ローカル信号ワイヤを介して、サテライトモニタＳＡＴ５への比較的短い距離をルートされ得る。

基準電圧Ｖ_ＲＥＦは、デバイス１００全体に配布され、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数の専用アナログチャネルによって、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＴＡ１５のそれぞれへのアクセスを可能にされ得、デジタルデータは、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のデジタルチャネルによって、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＴＡ１５のそれぞれからルートモニタ４１０に選択的にルートされ得る。いくつかの実装形態では、１つまたは複数のアナログチャネルは、１つまたは複数のデジタルチャネルから物理的に分離され得る。

図５は、いくつかの実装形態による、実例のルートモニタ５００のブロック図を示す。ルートモニタ５００は、図１のルートモニタ１９０もしくは図４のルートモニタ４１０（または両方）の１つの実装形態であり得、電圧発生器５１０、メモリ５２０、およびコントローラ５３０を含むように示されている。電圧発生器５１０は、基準電圧Ｖ_ＲＥＦとしての使用に適したトリミングされた電圧を発生可能な任意の適切な回路またはデバイスであり得、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のアナログチャネル１２１に連結された出力を含む。図１をさらに参照すると、いくつかの実装形態では、電圧発生器５１０によって発生された基準電圧Ｖ_ＲＥＦは、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のアナログチャネル１２１を使用して、デバイス１００の至る所にあるサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれに配布され得る。サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）は、ネットワーク相互接続システム１２０から基準電圧Ｖ_ＲＥＦにアクセスし得、配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦ使用して、アナログ／デジタル変換を（または他の適切な動作のために）実施し得る。

いくつかの実装形態では、電圧発生器５１０は、例えば、基準電圧Ｖ_ＲＥＦが温度変化に合わせて調節されるように、温度補償電圧を発生可能なバンドギャップ回路５１２を含み得る。さらに、または別の方式では、電圧発生器５１０は、正基準電圧と負基準電圧の両方を、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のアナログチャネル１２１に提供し得る。いくつかの態様では、基準電圧Ｖ_ＲＥＦは１．２５ボルトに等しくなり得るが、他の適切な電圧がＶ_ＲＥＦとして使用され得る。

メモリ５２０は、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のデジタルチャネル１２２に連結されたデータ入力と、コントローラ５３０に連結された制御入力と、コントローラ５３０に連結されたデータ出力と、ＪＴＡＧインターフェース、多重化入出力（ＭＩＯ）ブロック、またはＡＸＩインターフェースの１つまたは複数を介して、メモリ５２０に格納されたデータにユーザによってアクセス可能な１つまたは複数の出力ポートとを含む。いくつかの実装形態では、メモリ５２０は、いくつかの状態レジスタ５２１およびいくつかのアラームレジスタ５２２を含み得る。状態レジスタ５２１は、デバイス１００の至る所に提供された選択された回路の動作状況を示すデジタルデータを格納し得、アラームレジスタ５２２は、いくつかの指定動作範囲を定義する複数の基準値を格納し得る。状態レジスタ５２１は、ネットワーク相互接続システム１２０を介してサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）からルートモニタ５００にルートされたデジタルデータをロードされ得、アラームレジスタ５２２は、プログラマブルデバイス１００の構成（または再構成）中に基準値をロードされ得る。

コントローラ５３０は、ルートモニタ５００の様々な動作を制御し得、選択された回路のいずれかがこれらの指定動作範囲内で動作していないかどうかを決定するために、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）から受け取られたデジタルデータを分析し得、ユーザによってアクセス可能な結果データを生成し得る。いくつかの実装形態では、コントローラ５３０は、状態レジスタ５２１に格納された測定された動作状況を、アラームレジスタ５２２に格納された対応する基準値と比較することによって、選択された回路が指定動作範囲内で動作しているかどうかを決定し得る。選択された回路がその指定動作範囲外で動作していると決定された場合、コントローラ５３０は、アラームを生成し得る。いくつかの態様では、アラームは、例えば、選択された回路の動作状況がその指定動作範囲内になるまで、選択された回路を無効にするか、その電源を切り得る。他の態様では、アラームは、例えば、選択された回路の動作状況が指定動作範囲内になるまで、プログラマブルデバイス１００に電源を切らせるか、低減された電力レベルで動作させ得る。

アラームレジスタ５２２に格納された指定動作範囲のいくつかは、最小基準値および最大基準値によって定義され得る。いくつかの実装形態では、指定電圧範囲は、最小電圧値および最大電圧値を含み得る。このような実装形態では、コントローラ５３０は、選択された回路の測定電圧を、アラームレジスタ５２２に格納された最小および最大電圧値と比較し得、比較に基づいて１つまたは複数のアラームを生成し得る。例えば、測定電圧が最小電圧値と最大電圧値との間である場合、コントローラ５３０は、選択された回路がその指定電圧範囲内で動作していることを示し得る。逆に、測定電圧が最小電圧値より小さいか、最大電圧値より大きい場合、コントローラ５３０は、選択された回路がその指定電圧範囲内で動作していないことを示すためにアラームを生成し得る。

アラームレジスタ５２２に格納された他の指定動作範囲は、動作可能上限を定義する基準値を含み得る。いくつかの実装形態では、選択された回路の指定温度範囲は、基準温度値によって定義され得る。このような実装形態では、コントローラ５３０は、選択された回路の測定温度を、アラームレジスタ５２２に格納された基準温度値と比較し得、比較に基づいて１つまたは複数のアラームを生成し得る。例えば、測定温度が基準温度値より小さい（または等しい）場合、コントローラ５３０は、選択された回路がその指定温度範囲内で動作していることを示し得る。逆に、測定温度が基準温度値より大きい場合、コントローラ５３０は、選択された回路が熱すぎるか、過熱されていることを示すためにアラームを生成し得る。

図６は、いくつかの実装形態による、実例のサテライトモニタ６００のブロック図を示す。サテライトモニタ６００は、図１のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）もしくは図４のサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５（または両方）のうちの任意の数の１つの例であり得、１つまたは複数のセンサ２０に連結されたデータ入力、ネットワーク相互接続システム１２０に連結された出力、および、第１のスイッチＳＷ１によってネットワーク相互接続システム１２０に連結された基準端子を含む。図１および図５をさらに参照すると、いくつかの実装形態では、サテライトモニタ６００は、ルートモニタ５００によって生成され、第１のスイッチＳＷ１を介してネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のアナログチャネル１２１によって配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦを受け取り得る。いくつかの態様では、センサ２０は、温度センサ２１、供給電圧センサ２２、および外部センサ２３を含み得る（が、これらに限定されない）。

図６の例では、サテライトモニタ６００は、ＡＤＣ回路６１０、メモリ６２０、およびローカル基準回路６３０を含むように示されている。ＡＤＣ回路６１０は、第２のスイッチＳＷ２を介して１つまたは複数のセンサ２０に連結された入力、メモリ６２０に連結された出力、および、ローカル基準回路６３０に連結された１つまたは複数の基準端子を含む。ＡＤＣ回路６１０は、センサ２０の１つまたは複数によって生成されたアナログ信号をデジタル信号またはデジタルデータに変換可能な任意の適切なＡＤＣであり得る（またはこれを含み得る）。いくつかの実装形態では、ＡＤＣ回路６１０は、スケーリングされたアーキテクチャを利用して、センサ２０によって提供されたアナログ検知データをデジタル化し得る。

メモリ６２０は、任意の適切なストレージデバイスであり得、ＡＤＣ回路６１０の出力に連結された入力を含み、ネットワーク相互接続システム１２０に連結された出力を含む。メモリ６２０は、センサ２０の１つまたは複数によって提供されたアナログ信号に応答して、ＡＤＣ回路６１０によって生成されたデジタルデータを格納し得、図５のルートモニタ５００へのルーティングのために、デジタルデータをネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のデジタルチャネル１２２に提供し得る。いくつかの実装形態では、メモリ６２０は、監視のために選択された複数の回路の対応する１つの動作状況を示すデジタルデータをそれぞれ格納するための複数のレジスタであり得るか、これらを含み得る。このようにして、サテライトモニタ６００は、選択された回路の対応する１つの動作状況を示すアナログ信号をセンサ２０から受け取り得、アナログ信号をデジタルデータに変換し得、選択された回路の動作状況を示すデジタルデータを、ネットワーク相互接続システム１２０の１つまたは複数のデジタルチャネル１２２に提供し得る。

ローカル基準回路６３０は、第１のスイッチＳＷ１とサテライトモニタ６００の１つまたは複数の基準端子との間に連結され、ローカル基準電圧（Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}）をＡＤＣ回路６１０に提供可能な任意の適切なデバイスまたは構成要素であり得る。いくつかの実装形態では、ローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}は、ネットワーク相互接続システム１２０によって配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦに少なくとも部分的に基づき得、アナログ／デジタル変換を実施するためにＡＤＣ回路６１０によって使用され得る。

第１のスイッチＳＷ１は、第１の制御信号（ＣＴＲＬ１）に基づいて、ネットワーク相互接続システム１２０によって配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦをサテライトモニタ６００に選択的に連結するように構成され得る。いくつかの実装形態では、第１のスイッチＳＷ１は、第１の制御信号ＣＴＲＬ１がアサート状態（ロジックハイなど）のとき、サテライトモニタ６００の基準端子をネットワーク相互接続システム１２０に連結し得、第１の制御信号ＣＴＲＬ１がデアサート状態（ロジックローなど）のとき、サテライトモニタ６００をネットワーク相互接続システム１２０から絶縁し得る。このようにして、第１のスイッチＳＷ１は、サテライトモニタ６００が、ネットワーク相互接続システム１２０によって配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦに、いつ（およびどのくらいの間）アクセスするかを制御するために使用され得る。

第１の制御信号ＣＴＲＬ１は、図５のルートモニタ５００によって生成され得、ネットワーク相互接続システム１２０によって（または他の適切な信号相互接続によって）サテライトモニタ６００にルートされ得る。図１および図５をさらに参照すると、いくつかの実装形態では、ルートモニタ５００は、例えば、サテライトモニタ６００のただ１つが、任意の所与の瞬間に、ネットワーク相互接続システム１２０を介して、配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦにアクセスできるように、タイミングスケジュールに基づいてプログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタ６００のそれぞれのために第１の制御信号ＣＴＲＬ１をアサートし得る。このようにして、ルートモニタ５００は、配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦに同時にアクセスするサテライトモニタ６００の２つ以上によって引き起こされる、配布された基準電圧Ｖ_ＲＥＦの降下を防ぎ得る。

第２のスイッチＳＷ２は、第２の制御信号（ＣＴＲＬ２）に基づいて、センサ２１～２３の１つをＡＤＣ回路６１０の入力に選択的に連結し得る。いくつかの実装形態では、第２の制御信号ＣＴＲＬ２は、図５のルートモニタ５００によって生成され得、ネットワーク相互接続システム１２０によって（または他の適切な信号相互接続によって）サテライトモニタ６００にルートされ得る。

図７は、いくつかの実装形態による、プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するための実例の動作７００を描写する例証的なフローチャートである。実例の動作７００は、例証のためだけに、図１のプログラマブルデバイス１００、図４の監視システム４００、図５のルートモニタ５００、および図６のサテライトモニタ６００について下記で説明される。実例の動作７００は、本明細書で開示される他のプログラマブルデバイスによって、および／または他の適切なデバイスによって実施され得ることが理解されよう。

動作７００は、ブロック７０１において、プログラマブルデバイス１００内に提供されたルートモニタ１９０に関連付けられた電圧発生器５１０を使用して基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）を発生させることによって始まり得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタ１９０は、例えば、図５のバンドギャップ回路５１２を使用して、トリミングおよび温度補償された基準電圧Ｖ_ＲＥＦを発生させ得る。

動作７００は、ブロック７０２において、相互接続システム１２０の１つまたは複数のアナログチャネル１２１を使用して、基準電圧Ｖ_ＲＥＦをルートモニタ１９０から複数のサテライトモニタ１９２のそれぞれに配布することによって進み得る。いくつかの実装形態では、基準電圧Ｖ_ＲＥＦを配布することは、ルートモニタ１９０によって生成された対応する制御信号ＣＴＲＬ１に基づいて、複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれを相互接続システム１２０に選択的に連結することを含み得る。いくつかの態様では、図６の第１のスイッチＳＷ１は、サテライトモニタ６００が、ＣＴＲＬ１の第１の状態に基づいて、基準電圧Ｖ_ＲＥＦにネットワーク相互接続システム１２０からアクセスすることを可能にし得、第１のスイッチＳＷ１は、ＣＴＲＬ１の第２の状態に基づいて、サテライトモニタ６００をネットワーク相互接続システム１２０から絶縁し得る。

動作７００は、ブロック７０３において、いくつかのセンサ２０のそれぞれを使用して、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成することによって進み得る。いくつかの実装形態では、いくつかのセンサ２０のそれぞれは、関連付けられた回路の近傍にあり得る。いくつかの態様では、センサ２０は、温度センサ２１、供給電圧センサ２２、もしくは外部センサ２３の少なくとも１つであり得る（またはこれらを含み得る）。

動作７００は、ブロック７０４において、いくつかのセンサ２０によって生成されたアナログ信号を、複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のうちの対応するものに提供することによって進み得る。いくつかの実装形態では、センサ２０によって生成されたアナログ信号は、例えば、様々な回路の動作状況を示すアナログ信号が、金属層信号ルーティング構造を使用してデバイス全体にルートされ、中央モニタに提供される従来のプログラマブルデバイスとは対照的に、比較的短いローカル信号ワイヤを使用して、対応するサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）に提供され得る。

動作７００は、ブロック７０５において、複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）を使用して、アナログ信号をデジタルデータに変換することによって進み得る。図６をさらに参照すると、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれの中に提供されたＡＤＣ回路６１０は、アナログ信号を、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれのメモリ６２０に格納され得るデジタルデータに変換し得る。メモリ６２０は、ルートモニタ１９０へのルーティングのために、格納されたデジタルデータを相互接続システム１２０に選択的に提供し得る。

動作７００は、ブロック７０６において、相互接続システム１２０の１つまたは複数のデジタルチャネル１２２を使用して、デジタルデータを複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）からルートモニタ１９０に選択的にルートすることによって進み得る。図４をさらに参照すると、デジタルチャネル１２２は、相互接続システム１２０のアナログチャネル１２１とは物理的に分離され得る。いくつかの実装形態では、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）は、例えば、複数のサテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）からルートモニタ１９０へのデジタルデータの配信をスケジュールまたは優先させるために、ルートモニタ１９０によって生成された信号（トリガ信号など）に応答して、デジタルデータを相互接続システム１２０に提供し得る。他の実装形態では、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）は、ルートモニタ１９０によって促すことなく、および／または制御することなく、デジタルデータを相互接続システム１２０に提供し得る。

動作７００は、ブロック７０７において、関連付けられた回路の少なくとも１つの動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定することによって進み得、ブロック７０８において、決定に基づいてアラームを選択的に生成することによって進み得る。図５をさらに参照すると、ルートモニタ５００は、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）の選択された１つからデジタルデータを受け取り得、関連付けられた回路の動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するために、受け取られたデジタルデータを１つまたは複数の基準値と比較し得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタ５００は、アラームを生成し得、ならびに／あるいは、プログラマブルデバイス１００の１つもしくは複数の部分（または、いくつかの様々な回路、ブロック、およびサブシステムが、これらの指定の動作パラメータの範囲内にとどまらない場合、プログラマブルデバイス１００全体）の電源を切り得る。

アナログ信号が、関連付けられた回路（電圧供給源など）の電圧を示す実装形態について、ルートモニタ５００は、関連付けられた回路の測定電圧を最小および最大基準電圧レベルと比較し得る。関連付けられた回路の測定電圧が最小基準電圧レベルと最大基準電圧レベルとの間である場合、ルートモニタ１９０は、関連付けられた回路が指定電圧範囲内で動作していると決定し得る。逆に、関連付けられた回路の測定電圧が最小基準電圧レベルより小さいか、最大基準電圧レベルより大きい場合、ルートモニタ１９０は、関連付けられた回路が指定電圧範囲内で動作していないと決定し得る。

アナログ信号が、関連付けられた回路の温度を示す実装形態について、ルートモニタ５００は、関連付けられた回路の測定温度を基準温度値と比較し得る。関連付けられた回路の測定温度が基準温度値より大きくない場合、ルートモニタ１９０は、関連付けられた回路がその指定温度範囲内で動作していると決定し得る。逆に、関連付けられた回路の測定温度が基準温度値より大きい場合、ルートモニタ１９０は、関連付けられた回路が指定温度範囲内で動作していないと決定し得る。

本開示で説明される主題の実装形態は、プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するために使用され得る。動作状況は、例えば、プログラマブルデバイス内に提供された回路または構成要素の温度、プログラマブルデバイスの外部の回路またはデバイスの温度、供給電圧の電圧レベル、および同様のものを含む、デバイスの動作特性またはパラメータの任意の適切な目安であり得る。本開示のいくつかの態様によれば、監視システムは、ルートモニタ、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサ、およびプログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタを含み得る。ルートモニタは、高精度かつ温度非依存性基準電圧を発生させるように構成されたバンドギャップ電圧発生器を含み得、温度非依存性基準電圧は、プログラマブルロジックを結び付ける１つまたは複数のアナログチャネルを介してルートモニタからサテライトモニタのそれぞれに配布され得る。

センサのそれぞれは、関連付けられた回路の１つまたは複数の動作状況を示すアナログ信号を生成し得、１つまたは複数のローカル信号線を介してアナログ信号をサテライトモニタの対応する１つに提供し得る。サテライトモニタのそれぞれは、アナログ信号をデジタルデータに変換するためのＡＤＣを含み得、例えば、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号が、デジタルデータへの変換のために、ローカル信号線を介して、サテライトモニタのそれぞれの１つへの比較的短い距離をルートされ得るように、１つまたは複数の関連付けられたセンサの近傍に位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、プログラマブルデバイスは、処理のために、デジタルデータをサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルート可能であり、制御信号および他の情報をルートモニタからサテライトモニタのそれぞれにルート可能な、ネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムを含み得る。さらに、または別の方式では、サテライトモニタのそれぞれによって生成されたデジタルデータは、クロック分散ネットワーク、プログラマブル相互接続ファブリック、および／または、デバイスのプログラマブルロジックを形成する繰り返し可能なタイル内に提供されたルーティングリソースを含む（が、これらに限定されない）、デバイス内に提供された他の適切なルーティングリソース使用してルートモニタにルートされ得る。

プログラマブルデバイス全体に分散された複数のセンサの熱および電圧監視の精度は、プログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタのそれぞれにおける正確なアナログ／デジタル変換に依存する。アナログ／デジタル変換の精度は、サテライトモニタのそれぞれの中のＡＤＣに提供された基準電圧の精度に少なくとも部分的に基づき得る。バンドギャップ電圧発生器が、高精度かつ温度非依存性基準電圧を発生させるために使用され得るが、バンドギャップ電圧発生器は、著しい量の回路面積を消費し、プログラマブルデバイスの製造中に高価で時間のかかるトリミングを必要とする。

デバイス全体に分散された複数のサテライトモニタのそれぞれに、正確な基準電圧を提供するというシリコンコストを回避するため、および、対応する複数の電圧発生器をトリミングする必要性を除くために、サテライトモニタのそれぞれは、対応するＡＤＣのためのローカル基準電圧を発生させるように構成された比較的小さい電圧源（面積効率の良い電圧源など）を含み得る。ローカル電圧源は、ルートモニタ内に提供されるバンドギャップ電圧発生器に比べて、比較的小さく、したがって「面積効率の良い」ものであり得る。いくつかの実装形態では、ローカル電圧源は、１２個未満のトランジスタを含み得、バンドギャップ電圧発生器より少なくとも１桁少ない回路面積しか消費し得ない。いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、対応するＡＤＣのためのローカル基準電圧を貯蔵するように構成されたローカル電圧ストアを含み得る。ローカル電圧ストアは、スイッチ（トランジスタなど）に連結されたキャパシタから成り得る。

ローカル基準電圧は、バンドギャップ電圧発生器によって発生された高精度温度非依存性基準電圧に比べて比較的不正確であり得、サテライトモニタの対応する１つの中に提供されたＡＤＣによって生成されたデジタルコードのエラーを生じ得る。いくつかの実装形態では、サテライトモニタのそれぞれは、デジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成するように構成された較正回路を含み得、訂正因子に基づいてデジタルコードを訂正するように構成された訂正回路を含み得る。複数のサテライトモニタ内に提供されたＡＤＣは、下記においてより詳細に説明されるように、これらの対応する較正回路および訂正回路によって、高精度かつ温度非依存性基準電圧に対して周期的に較正され得る。

プログラマブルデバイス全体に分散された様々な回路の動作状況を監視するための従来のシステムは、典型的には、中央システムモニタと、監視されるべき回路の近くに位置づけられた複数のセンサとを含む。各センサは、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成し、アナログ信号は、デジタルデータへの変換のために、センサのそれぞれからシステムモニタにルートされる。センサは、典型的には、デバイスの至る所にある様々なロケーションに分散され、したがって、センサの少なくともいくつかによって生成されたアナログ信号は、システムモニタに達するようにデバイスの大部分を横断してルートされ得る。動作状況を示すアナログ信号は、ノイズおよび干渉の影響を特に受けやすくなり得るので、プログラマブルデバイスの中には、デジタルデータへの変換のために、遮蔽特性を有する専用金属層ルーティングリソースを使用して、これらのアナログ信号を様々なセンサからシステムモニタにルートし得るものもある。

このような専用金属層ルーティングリソースの遮蔽特性は、信号劣化およびデータ損失を低減させ得るが、専用金属層ルーティングリソースは高価であり、デバイスの金属層のかなりの量を消費する。さらに、プログラマブルロジックは、典型的には、複数の行または列に配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装されるので、繰り返し可能なタイルのそれぞれの中に埋め込まれた信号ルーティングリソースは、典型的には、最悪ケースのルーティングシナリオ（デバイス密度が最大のロケーションにタイルが置かれることなど）に基づく。結果として、繰り返し可能なタイルの多くが、信号ルーティングリソースで過剰装備され、これが、未使用のルーティングリソースを生じ得、および／またはプログラマブルデバイスのスケーラビリティを制限し得る。

様々な回路の動作状況を監視するセンサに直近のプログラマブルデバイスの至る所にあるロケーションに、複数のサテライトモニタを導入することによって、本明細書で開示される監視システムは、ローカルサテライトモニタを使用して、センサによって生成されたアナログ信号をデジタルデータに変換し、その後、デジタルデータを、デバイスの至る所にある様々なロケーションからルートモニタにルートし得る。結果として、アナログ信号は、デバイスの大部分を横断してルートされ、その後、デジタルデータに変換されるのではなく、デジタルデータへの変換のために、最も近くのサテライトモニタへの比較的短い距離を送信され、アナログ信号は、次に、ＮｏＣ相互接続システムを使用してルートモニタにルートされる。いくつかの態様では、サテライトモニタによって生成されたデジタルデータは、個別にアドレス指定可能なデータパケットとしてルートモニタにルートされ得る。他の態様では、サテライトモニタによって生成されたデジタルデータは、非パケット化データとしてルートモニタにルートされ得る。ルートモニタにおいてアナログ／デジタル変換を実施するのではなく、センサの近傍に位置づけられたサテライトモニタを使用して、アナログ信号をデジタルデータに変換することによって、本明細書で開示される監視システムは、金属層ルーティングリソースを必要とせず、プログラマブルデバイスのスケーラビリティを向上させつつ、コストを低減させ得る。さらに、アナログ／デジタル変換をローカルに（例えば、センサの近傍で）実施すること、および結果として生じたデジタルデータをサテライトモニタからルートモニタにルートすることは、例えば、プログラマブルデバイス全体に分散されたＡＤＣが、アナログ／デジタル変換を並行に（例えば、同時に）実施し得るので、（アナログ信号を、デバイスの至る所にある様々なセンサから、システムモニタ内に提供されたＡＤＣにルートする従来の技法に比べて）ルートモニタによって、より多くのセンサデータを収集し分析することを可能にし得る。

以下の説明では、本開示を完全に理解するために、特定の構成要素、回路、および処理の例などの非常に多くの具体的詳細が示される。本明細書で使用されるような用語「連結される」は、直接的に連結されること、または１つもしくは複数の介在する構成要素もしくは回路を通じて連結されることを意味する。また、以下の説明では、また説明のために、実例の実装形態を完全に理解するために特定の専門語および／または詳細が示される。それでも、これらの具体的詳細は、実例の実装形態を実践することを必要とされないこともあるということが当業者には明らかであろう。他の例では、本開示をあいまいにしないように、よく知られた回路およびデバイスがブロック図の形式で示されている。本明細書で説明される様々なバス上で提供される信号のいずれかは、他の信号で時分割され、１つまたは複数の共通バス上で提供され得る。さらに、回路素子またはソフトウェアブロック間の相互接続は、バスとして、または単一の信号線として示され得る。バスのそれぞれは、代替として、単一の信号線であり得、単一の信号線のそれぞれは、代替として、バスであり得、単一の線またはバスは、構成要素間の通信のための無数の物理または論理メカニズムのうちの任意の１つまたは複数を表し得る。実例の実装形態は、本明細書で説明される具体例に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲によって定義される全ての実装形態をその範囲内に含めるべきである。

図８は、本開示の様々な態様が実装され得る実例のプログラマブルデバイス８００のブロック図を示す。デバイス８００は、例えば、プログラマブルロジック（ＰＬ）８１０、ＰＬ８１０を結び付けるネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システム８２０、ＰＬ８１０を結び付ける１つまたは複数のアナログチャネル８２１、専用回路機器８３０、ＣＣＩＸ兼ＰＣＩｅモジュール（ＣＰＭ）８４０、送受信ブロック８５０、入出力（Ｉ／Ｏ）ブロック８６０、メモリコントローラ８７０、構成ロジック８８０、ルートモニタ８９０、複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）、および複数のセンサ（Ｓ）などの、いくつかのサブシステムを含み得る。１つまたは複数の実装形態では、デバイス８００は、図８に示されていない他のサブシステムまたは構成要素を含み得る。さらに、簡略化のために図示されていないが、デバイス８００は、いくつかの周辺構成要素（高性能メモリデバイスなど）および／または他のデバイスもしくはチップ（別のプログラマブルデバイスなど）に連結され得る。

ＰＬ８１０は、多数の異なるユーザ定義機能または動作を実施するように構成またはプログラムされ得るプログラマブル回路機器を含む。いくつかの実装形態では、ＰＬ８１０は、例えば、図８に描写されているように、プログラマブルデバイス８００内の列に配置された繰り返し可能なタイルとして実装された複数のプログラマブル回路ブロックを含み得る。プログラマブル回路ブロックは、プログラマブルファブリックサブリージョン（ＦＳＲ）と呼ばれ得、プログラマブル相互接続回路機器およびプログラマブルロジック回路機器をそれぞれ含み得る。いくつかの実装形態では、プログラマブル回路ブロックは、コンフィギュラブルロジックブロック（ＣＬＢ）、ランダムアクセスメモリブロック（ＢＲＡＭ）、デジタル信号処理ブロック（ＤＳＰ）、クロックマネージャ、遅延ロックループ（ＤＬＬ）、および／または、ユーザ指定回路設計を実装するようにプログラムもしくは構成可能な他のロジックもしくは回路を含み得る（が、これらに限定されない）。

プログラマブル回路ブロックまたはタイルのそれぞれの中のプログラマブル相互接続回路機器は、プログラマブル相互接続ポイント（ＰＩＰ）によって相互接続された様々な長さの複数の相互接続ワイヤを含み得る。相互接続ワイヤは、特定のプログラマブルタイル内の構成要素間、異なるプログラマブルタイル内の構成要素間、およびプログラマブルタイルの構成要素と他のサブシステムまたはデバイスとの間の接続を提供するように構成され得る。プログラマブル相互接続回路機器およびプログラマブル回路ブロックは、どのようにプログラマブル要素が構成されるかを定義し、対応するユーザ指定回路設計を実装するために動作する構成レジスタに構成データをロードすることによってプログラムまたは構成され得る。いくつかの態様では、いくつかのプログラマブル回路ブロックのそれぞれの中のプログラマブル相互接続回路機器は、ブロックレベルおよび／またはデバイスレベルの信号ルーティングリソースをデバイス８００に提供するプログラマブル相互接続ファブリック（簡略化のために図示せず）の一部を形成し得る。

ＮｏＣ相互接続システム８２０は、デバイス８００の一部として製作され得、様々なデバイスリソース（ＰＬ８１０、専用回路機器８３０、ＣＰＭ８４０、送受信ブロック８５０、Ｉ／Ｏブロック８６０、メモリコントローラ８７０、構成ロジック８８０、ルートモニタ８９０、およびサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）など）を互いに、および簡略化のために図示していない他の構成要素と、選択的に相互接続可能な、高速高帯域幅のプログラマブル信号ルーティングネットワークを実装するために一緒に接続された任意の数の水平セグメントおよび垂直セグメント（ならびに／または対角セグメント）を含み得る。図８の実例の実装形態について、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、２つの水平セグメントおよび４つの垂直セグメントを含むように示されている。デバイス８００の幅全体に延びる第１の水平セグメントは、デバイス８００の下部境界に沿って位置づけられ、デバイス８００の幅全体に延びる第２の水平セグメントは、デバイス８００の上部境界に沿って位置づけられる。４つの垂直セグメントは、デバイス８００の高さ全体に延び、ＮｏＣ相互接続システム８２０の第１および第２の水平セグメントに接続される。いくつかの態様では、水平セグメントは、介在する回路またはインターフェースを用いずに、ＮｏＣ相互接続システム８２０がＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０と信号およびデータを交換することを可能にし得、垂直セグメントは、介在する回路またはインターフェースを用いずに、ＮｏＣ相互接続システム８２０が送受信ブロック８５０、専用回路機器８３０、およびＣＰＭ８４０と信号およびデータを交換することを可能にし得る。他の実装形態では、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、他の数の水平および垂直セグメントを含み得、これらのセグメントは、デバイス８００の他の位置を占め得る。したがって、図８に描写された実例のＮｏＣ相互接続システム８２０の特定のレイアウト、形状、サイズ、方向、および他の物理的特性は、本明細書で開示される様々な実装形態の例証にすぎない。

ＮｏＣ相互接続システム８２０は、ソースロケーションから宛先ロケーションに個別にアドレス指定およびルート可能なデータパケットとして、様々なデバイスリソース間で情報を送信するように構成され得る。いくつかの態様では、ＮｏＣ相互接続システム８２０上で送信されたデータパケットは、動的にアドレス指定可能であり得る。１つまたは複数の実装形態では、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、適切なデータパケットプロトコル（トークンリングプロトコルなど）を用いて、および／またはメモリマップされたアドレスを使用して、データパケットを任意の数のソースロケーションから任意の数の宛先ロケーションにルートし得る。データパケットは、データパケットをその指示された宛先にルートするために、ＮｏＣ相互接続システム８２０によって使用可能なヘッダ情報（ソースアドレス、宛先アドレス、およびプロトコル情報など）を含み得る。

いくつかの実装形態では、データパケットは、例えば、割り当てられた優先度、トラフィックタイプ、トラフィックフロー、および／または他の尺度に基づいて、ＮｏＣ相互接続システム８２０を通じたデータパケットの送信が優先されることを可能にするサービス品質（ＱｏＳ）情報を含み得る。このような実装形態では、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、受け取られたデータパケットの優先レベルまたはトラフィッククラスを決定可能な優先ロジックを含み、送信のためのデータパケットを待ち行列に入れるときに、決定された優先レベルまたはトラフィッククラスを使用し得る。個別アドレス指定可能データパケットとして、様々なデバイスリソース間で情報を送信することによって、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、特定のユーザ指定回路設計に関わらず、様々なデバイスリソース間の接続を提供し得、これにより、（従来のプログラマブルデバイスに比べて）デバイス８００の信号ルーティング能力を著しく向上させる。例えば、デバイス８００のプログラマブル相互接続ファブリックおよび他のタイルベースの信号ルーティング構造は、典型的には、指定の回路間のポイントツーポイント信号接続を提供するように構成されるが、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、複数のデータパケットのそれぞれを、デバイス８００上の任意のソースアドレスから任意の宛先アドレスに同時にルートし得、これにより、システムレベルの接続性をデバイス８００に提供する。

簡略化のために図示されていないが、ＮｏＣ相互接続システム８２０はまた、スケジューラおよびアービトレーションロジックを含み得る。スケジューラは、ＮｏＣ相互接続システム８２０の１つまたは複数の物理および／または仮想チャネルを使用した、ソースアドレスから宛先アドレスへのデータパケットの送信をスケジュールするために使用され得る。アービトレーションロジックは、例えば、衝突、および他の競合関連のレイテンシを最小化するために、ＮｏＣ相互接続システム８２０へのアクセスを調停するために使用され得る。デバイス８００が、スタックドシリコン相互接続（ＳＳＩ）技術を使用して製作される実装形態について、ＮｏＣ相互接続システム８２０の柱状部分は、例えば、マスタＳＬＲとスレーブＳＬＲとの間で構成データがルートされることを可能にするために、隣のスーパーロジック領域（ＳＬＲ）との間の信号接続を提供し得る。

ＮｏＣ相互接続システム８２０は、ＮｏＣ相互接続システム８２０内の、またはＮｏＣ相互接続システム８２０に関連付けられた、様々なスイッチ、インターフェース、およびルータが、特定のユーザ指定回路設計を実装するために、どのように構成されるかを定義する対応する構成レジスタに、構成データをロードすることによってプログラムされ得る。いくつかの実装形態では、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、ＮｏＣ相互接続システム８２０と、デバイス８００の様々なリソース、サブシステム、回路、および他の構成要素との間の選択的接続を提供する複数のノード、ポート、または他のインターフェース（簡略化のために図示せず）を含み得る。例えば、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、デバイス８００の複数のサブシステムが、オンチップメモリ（ＯＣＭ）リソース、処理リソース、Ｉ／Ｏリソース、および／または送受信ブロック８５０へのアクセスを共有することを可能にし得る。ＮｏＣ相互接続システム８２０のノード、ポート、または他のインターフェースは、１つまたは複数の関連付けられた構成レジスタに構成データをロードすることによって、特定の接続プロフィールを実装するようにプログラムされ得る。

大量のデータを要求および使用し得るデバイス８００の様々なリソース、サブシステム、回路、および他の構成要素を選択的に相互接続することによって、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、ローカル相互接続リソースに対する信号ルーティング負荷を緩和し得、これにより、デバイス性能を向上させ、他のプログラマブルデバイスより大きい構成柔軟性を可能にする。その上、デバイスレベルおよびブロックレベルのプログラマブル相互接続より高いデータ送信速度および低いエラー率を有する高性能信号ルーティングネットワークを提供することによって、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、（他のプログラマブルデバイスに比べて）デバイス８００の処理能力およびデータスループットを向上させ得る。

プログラマブルデバイス８００に広がるアナログチャネル８２１は、高精度かつ温度非依存性基準電圧をルートモニタ８９０から複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれに配布するために使用され得る。いくつかの実装形態では、アナログチャネル８２１は、ＮｏＣ相互接続システム８２０の対応するセグメントに隣接し得る（または対応するセグメント内に統合され得る）。他の実装形態では、アナログチャネル８２１は、ＮｏＣ相互接続システム８２０から分離され得る。いくつかの他の実装形態では、アナログチャネル８２１は、クロック分散ネットワーク、または、デバイス８００内に提供された他のいくつかの適切な信号相互接続システムの一部であり得る。

専用回路機器８３０は、プロセッサ、シリアルトランシーバ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）、デバイス管理リソース、デバイス監視リソース、デバイス検査管理リソースなどを含む（が、これらに限定されない）、任意の適切な配線接続回路を含み得る。いくつかの実施形態では、専用回路機器８３０は、図９について説明された、処理システム（ＰＳ）およびプラットフォーム管理コントローラ（ＰＭＣ）を含み得る。いくつかの実装形態では、ＰＳは、１つまたは複数のプロセッサコア、キャッシュメモリ、メモリコントローラ、および、デバイス８００のＩ／Ｏピンに直接的に連結するように構成可能な一方向性および／または双方向性インターフェースを含み得る。いくつかの態様では、各プロセッサコアは、連続したデータ処理のために使用可能な中央処理装置（ＣＰＵ）またはスカラプロセッサを含み得る。ＰＭＣは、外部メモリから提供された構成データ（構成ビットストリームなど）に基づいて、デバイス８００をブートおよび構成するために使用され得る。ＰＭＣはまた、ＰＬ８１０を構成するため、ならびに様々な暗号化、認証、ルートモニタリング、およびデバイス８００のデバッグ能力を制御するために使用され得る。

ＣＣＩＸ兼ＰＣＩｅモジュール（ＣＰＭ）８４０は、デバイス８００と、いくつかの周辺構成要素（外部デバイスまたはチップなど）との間の接続を提供するいくつかのインターフェースを含み得る。いくつかの実装形態では、ＣＰＭ８４０は、送受信ブロック８５０を介して他のデバイスまたはチップへの接続を提供する、複数のペリフェラルインターコネクトエクスプレス（ＰＣＩｅ）インターフェース兼キャッシュコヒーレントインターコネクトフォーアクセラレータ（ＣＣＩＸ）インターフェースを含み得る。いくつかの態様では、ＰＣＩｅ兼ＣＣＩＸインターフェースは、送受信ブロック８５０の一部として実装され得る。ＣＰＭ８４０の１つの実例の実装形態が図９について説明される。

送受信ブロック８５０は、デバイス８００に接続された１つまたは複数の他のデバイスまたはチップ（簡略化のために図示せず）との信号接続を提供し得る。送受信ブロック８５０は、例えば、ギガビットシリアルトランシーバ（ＧＴ）などの、いくつかの異なるシリアルトランシーバを含み得る。いくつかの実装形態では、送受信ブロック８５０は、図８に描写されているように、デバイス８００の右側および左側に沿った様々なロケーションに位置づけられた複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。他の実装形態では、送受信ブロック８５０は、デバイス８００の他の適切なロケーションに位置づけられ得る。１つまたは複数の実装形態では、送受信ブロック８５０のそれぞれは、１つまたは複数の関連付けられた電圧供給源（簡略化のために図示せず）に連結され得る。いくつかの態様では、所与の送受信ブロック８５０内の送受信回路の各バンクは、例えば、送受信回路の各バンクが、別個の電圧供給源を使用して電力供給され得るように、対応する電圧供給源を含み得るか、対応する電圧供給源に連結され得る。

Ｉ／Ｏブロック８６０は、デバイスのＩ／Ｏピン（簡略化のために図示せず）に連結され、Ｉ／Ｏ能力をデバイス８００に提供し得る。例えば、Ｉ／Ｏブロック８６０は、１つまたは複数の他のデバイスからデータを受け取り得、受け取られたデータをデバイス８００内のいくつかの宛先に移動させ得る。Ｉ／Ｏブロック８６０はまた、デバイス８００内のいくつかのソースからデータを受け取り得、受け取られたデータをデバイスのＩ／Ｏピンを介して１つまたは複数の他のデバイスに移動させ得る。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック８６０は、繰り返し可能なタイルとして実装され得る。デバイス８００は、任意の適切な数のＩ／Ｏブロック８６０を含み得、したがって、図８に描写された実例の実装形態は、例証にすぎない。

Ｉ／Ｏブロック８６０は、任意の数の適切なＩ／Ｏ回路またはデバイスを含み得る。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック８６０は、超高性能Ｉ／Ｏ（ＸＰＩＯ）回路、高密度Ｉ／Ｏ（ＨＤＩＯ）回路、および多重化Ｉ／Ｏ（ＭＩＯ）回路を含み得る。ＸＰＩＯ回路は、メモリコントローラ８７０への高速低レイテンシインターフェースを提供することなど、高性能通信に最適化され得る。１つまたは複数の実装形態では、ＸＰＩＯ回路は、メモリコントローラ８７０を使用せずにデバイス８００の他のサブシステムによってアクセス可能な、専用メモリリソースを含み得る。ＨＤＩＯ回路は、（ＸＰＩＯ回路に比べると）より低いスピードおよびより高い電圧Ｉ／Ｏの能力をサポートする費用効果の高い解決策を提供し得る。ＭＩＯ回路は、例えば、ＰＬ８１０、専用回路機器８３０、およびＣＰＭ８４０などの、様々なサブシステムによってアクセス可能な汎用Ｉ／Ｏリソースを提供し得る。

メモリコントローラ８７０は、デバイス８００内および／または外に提供された様々なメモリリソースへのアクセスを制御するために使用され得る。いくつかの実装形態では、メモリコントローラ８７０は、Ｉ／Ｏブロック８６０の１つまたは複数に常駐する専用メモリにアクセスするために使用され得る。メモリコントローラ８７０は、ダブルデータレートｖ４（ＤＤＲ４）メモリコントローラ、高帯域幅メモリ（ＨＢＭ）コントローラ、および／または他の適切なメモリコントローラを含み得る。１つまたは複数の実装形態では、メモリコントローラ８７０のいくつかまたは全ては、メモリアクセス効率を改善し得るトランザクション並べ替え能力を有するスケジューラを含み得る。さらに、または別の方式では、メモリコントローラ８７０を実装する繰り返し可能なタイルは互いに異なり得る。例えば、第１の数のメモリコントローラ８７０は、ＤＤＲ４メモリコントローラを実装し得、第２の数のメモリコントローラ８７０は、ＬＰＤＤＲ４メモリコントローラを実装し得、第３の数のメモリコントローラ８７０は、ＨＢＭコントローラを実装し得る。

デバイス８００は、任意の数のＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０を含み得、したがって、図８に描写されたＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の数および位置は例証にすぎない。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の第１の行は、デバイス８００の下縁に沿って位置づけられた繰り返し可能なタイルとして実装され得、Ｉ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の第２の行は、デバイス８００の上縁に沿って位置づけられた繰り返し可能なタイルとして実装され得る。いくつかの実装形態では、Ｉ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０は、例えば、図８の例に描写されているように、交互に位置づけられるか、互いに対して分散され得る。他の実装形態では、Ｉ／Ｏブロック８６０とメモリコントローラ８７０とのペアは、同じ繰り返し可能タイル内に実装され得る。

いくつかの実装形態では、デバイス８００の下部に沿って位置づけられたＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の第１の行は、ＮｏＣ相互接続システム８２０の第１の水平セグメントに連結され得、デバイス８００の上部に沿って位置づけられたＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の第２の行は、ＮｏＣ相互接続システム８２０の第２の水平セグメントに連結され得る。このようにして、ＮｏＣ相互接続システム８２０は、デバイス８００のプログラマブルリソースとそのＩ／Ｏピン（簡略化のために図示せず）との間の接続を提供し得る。

いくつかの実装形態では、デバイス８００は、デバイス８００の高さ全体に垂直に延び、送受信ブロック８５０の近傍に位置づけられた、接続ファブリック（簡略化のために図示せず）の１つまたは複数の列を含み得る。接続ファブリックは、ＵＳＢコントローラ、イーサネットＭＡＣ、マルチレート（ＭＲ）イーサネットＭＡＣ（ＭＲＭＡＣ）、ＰＣＩｅコントローラ、ＣＣＩＸコントローラ、および／または、送受信ブロック８５０とＰＬ８１０との間の接続を提供するための他の構成要素を含む（が、これらに限定されない）、１つまたは複数の配線接続回路を含み得る。

構成ロジック８８０は、外部メモリからの構成データ（構成ビットストリームなど）、ならびに構成データのルート部分（フレーム、ワード、バイト、および／またはビットなど）を、デバイス８００の様々なプログラマブルリソースがどのように構成されるかを定義する適切な構成レジスタにロードするために使用され得る。構成ロジック８８０はまた、デバイス８００を部分的に再構成するため、および／またはデバイス８００の１つもしくは複数の部分を内部で再構成するために使用され得る。いくつかの実装形態では、構成ロジック８８０は、構成レジスタ、境界走査検査回路機器（ＴＡＰコントローラ回路機器など）、デバイス８００から読み出された構成データのビットストリームを暗号化するための暗号化回路機器、およびデバイス８００にロードされた構成データのビットストリームを復号するための復号回路機器を含み得る。

簡略化のために図示されていないが、デバイス８００は、プログラマブルファブリックと、デバイス８００の境界に位置づけられたＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の行のそれぞれとの間のインターフェースを含み得る。このインターフェースは、本明細書では境界ロジックインターフェース（ＢＬＩ）と呼ばれることもあり、大きく複雑な外部デバイス（ＨＢＭなど）がデバイス８００のプログラマブルファブリック内のはるかに小さいブロック（ＣＬＢなど）のように見えることを可能にし得る。いくつかの実装形態では、ＢＬＩは、プログラマブルファブリックの上部および下部の境界または縁に位置づけられた行に配置され得る。このようにして、ＢＬＩは、円柱ロジック構造（ＣＬＢ列またはＤＳＰ列など）とＩ／Ｏリソース（Ｉ／Ｏブロック８６０など）の行との間で信号をルートするために使用され得る。

本開示の様々な態様によれば、プログラマブルデバイス８００は、例えば、選択された回路が指定の動作可能パラメータ内で動作することを保証するために、プログラマブルデバイス８００の至る所に提供された複数の選択された回路の１つまたは複数の動作状況を監視可能な監視システムを含み得る。本明細書で開示される監視システムは、例えば、温度、電圧レベル、および電流レベルを含む、選択された回路の任意の適切な動作状況を測定し得る。本明細書で使用されるように、用語「選択された回路」は、デバイス８００の正規の動作を保証するために、１つまたは複数の動作状況を監視するために選択可能な任意の回路、構成要素、供給電圧、構造、またはデバイスのことを指し得る。いくつかの実装形態では、監視システムは、選択された回路の１つまたは複数の測定された動作状況が動作状況の指定範囲に含まれないときに、アラーム（または複数のアラーム）を生成し得る。いくつかの態様では、アラームは、デバイス８００の１つまたは複数の回路または構成要素の電源を切るために使用され得る。他の態様では、アラームは、デバイス８００全体の電源を切るために使用され得る。

監視システムは、ルートモニタ８９０、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）、およびセンサ（Ｓ）を含み得る（または、これらによって形成され得る）。ルートモニタ８９０は、ＮｏＣ相互接続システム８２０およびアナログチャネル８２１に連結され、高精度かつ温度非依存性基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含み得る。温度非依存性基準電圧は、１つまたは複数のアナログチャネル８２１を介してサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれに配布され得、これにより、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれが、独自の高精度かつ温度非依存性基準電圧を発生させる必要をなくす。いくつかの実装形態では、ルートモニタ８９０は、例えば、図８に描写されているように、デバイス８００のプロセッサシステム内に位置づけられ得る。他の実装形態では、ルートモニタ８９０は、デバイス８００内の他の適切なロケーションに位置づけられ得る。

センサ（Ｓ）は、選択された回路の少なくとも１つの１つまたは複数の動作状況を示す電気信号を生成可能な、任意の適切な検知回路またはデバイスであり得、温度センサ、電圧センサ、および／または電流センサを含み得る（が、これらに限定されない）。いくつかの実装形態では、各センサ（Ｓ）は、１つまたは複数の選択された回路の動作状況を測定し得、測定された動作状況を示すアナログ信号をサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のうちの対応する１つに提供し得る。

サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）は、センサによって生成されたアナログ信号（Ｓ）を、選択された回路の測定された動作状況を示すデジタルデータに変換可能な、任意の適切な回路またはデバイスであり得る。簡略化のために図８に示されていないが、いくつかの実装形態では、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれは、少なくともアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、比較的小さいサイズを有するローカル電圧源（バンドギャップ電圧発生器に比べてのものなど）、較正回路、および訂正回路を含み得る。ＡＤＣは、アナログ信号をデジタルデータに変換可能な任意の適切な回路であり得、１つまたは複数の関連付けられたセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を受け取るための１つまたは複数の入力、関連付けられたセンサ（Ｓ）によって測定された動作状況を示すデジタルデータを提供するための１つまたは複数の出力、およびローカル基準電圧を受け取るための１つまたは複数の基準端子を含み得る。いくつかの実装形態では、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれは、少なくともアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、対応するＡＤＣのためのローカル基準電圧を貯蔵するように構成されたローカル電圧ストア、較正回路、および訂正回路を含み得る。ローカル電圧ストアは、いくつかの実装形態については、キャパシタであるか、またはキャパシタを使用し得、バンドギャップ電圧発生器に比べて比較的小さいサイズを有する。いくつかの実装形態では、ローカル電圧ストアによって消費される回路面積は、バンドギャップ電圧発生器によって消費される回路面積より少なくとも１桁小さくなり得る。電圧ストアは、温度非依存性基準電圧におよそ等しい値まで電圧ストアを充電するために、１つまたは複数のアナログチャネルに選択的に連結され得る。電圧ストアに貯蔵された結果として生じた電荷は、ＡＤＣの基準端子に提供されたローカル基準電圧であり得る。

ローカル電圧源は、ローカル基準電圧を発生させ得、ローカル基準電圧は、ルートモニタ８９０によって提供された高精度かつ温度非依存性基準電圧に比べて比較的不正確であり得る。いくつかの実装形態では、ローカル基準電圧は、バンドギャップ電圧発生器によって発生された温度非依存性基準電圧より少なくとも１桁少ない精度になり得る。１つまたは複数の実装形態では、ローカル基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ５％の精度を有し得るが、温度非依存性基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ０．５％の精度を有し得る。較正回路は、ＡＤＣによって生成されたデジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成し得、訂正回路は、訂正因子に基づいてデジタルコードを訂正し得る。

センサ（Ｓ）およびサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）は、例えば、選択された回路の動作状況を示すアナログ信号が（中央ハブに送信され、その後、デジタルデータに変換されるのではなく）、様々な分散されたロケーションにおいてデジタル信号に変換され得るように、プログラマブルデバイス８００の至る所に分散され、選択された回路の近くの様々なロケーションに位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、センサ（Ｓ）のそれぞれは、例えば、センサ（Ｓ）および対応する選択された回路がローカル信号線を使用して一緒に連結され得るように、対応する選択された回路の近傍に位置づけられ得る。同様に、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれは、例えば、サテライトモニタ８９２および１つまたは複数の関連付けられたセンサ（Ｓ）がローカル信号線を使用して一緒に連結され得るように、１つまたは複数の関連付けられたセンサ（Ｓ）の近傍に位置づけられ得る。いくつかの態様では、本明細書で使用されるような用語「近傍」は、動作状況を示すアナログ信号を、最低限の信号劣化で比較的短いローカル信号ワイヤを介して送信可能な距離を指し得る。

図８の例について、送受信ブロック８５０内にあるセンサ（Ｓ）の第１のグループは、送受信ブロック８５０に関連付けられた電圧供給源（簡略化のために図示せず）のそれぞれの近傍に位置づけられ得、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（６）の第１のグループは、例えば、センサ（Ｓ）の第１のグループのそれぞれが、比較的短いローカル信号ワイヤによって、対応する供給電圧および対応するサテライトモニタ８９０に連結され得るように、センサ（Ｓ）の第１のグループの近傍に位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、センサ（Ｓ）の第１のグループのそれぞれは、対応する電圧供給源の１つまたは複数の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（６）の第１のグループのそれぞれは、関連付けられたセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を、ＮｏＣ相互接続システム８２０を介してルートモニタ８９０に送信可能なデジタルデータに変換するように構成され得る。

ＰＬ８１０内にあるセンサ（Ｓ）の第２のグループは、ＰＬ８１０内のまたはＰＬ８１０に関連付けられた、１つまたは複数の対応する選択された回路（簡略化のために図示せず）の近傍に位置づけられ得、サテライトモニタ８９２（７）～８９２（１９）の第２のグループは、例えば、センサ（Ｓ）の第２のグループのそれぞれが、比較的短いローカル信号ワイヤによって、対応する選択された回路およびサテライトモニタ８９２（７）～８９２（１９）の第２のグループの対応する１つに連結され得るように、センサ（Ｓ）の第２のグループの近傍に位置づけられ得る。いくつかの実装形態では、センサ（Ｓ）の第２のグループのそれぞれは、対応する選択された回路の１つまたは複数の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成され得、サテライトモニタ８９２（７）～８９２（１９）の第２のグループのそれぞれは、関連付けられたセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号を、ＮｏＣ相互接続システム８２０を介してルートモニタ８９０に送信可能なデジタルデータに変換するように構成され得る。

サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれは、ローカル信号線によって任意の適切な数のセンサ（Ｓ）に連結され得る。１つの例として、サテライトモニタ８９２（１）は、送受信ブロック８５０内に位置づけられた単一のセンサ（Ｓ）に連結され得、送受信ブロック８５０に関連付けられた対応する電圧供給源の１つまたは複数の動作状況を示すデジタル信号を生成し得る。別の例として、サテライトモニタ８９２（１６）は、ＰＬ８１０内に位置づけられた２つのセンサ（Ｓ）に連結され得、ＰＬ８１０内に位置づけられた２つのセンサ（Ｓ）に関連付けられた選択された回路の１つまたは複数の動作状況を示すデジタル信号を生成し得る。別の例として、サテライトモニタ８９２（１７）は、ＰＬ８１０内に位置づけられた４つのセンサ（Ｓ）に連結され得、ＰＬ８１０内に位置づけられた４つのセンサ（Ｓ）に関連付けられた選択された回路の１つまたは複数の動作状況を示すデジタル信号を生成し得る。さらに、１９個のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）を含むように図８に示されているが、プログラマブルデバイス８００は、プログラマブルデバイス８００の他の適切なロケーションに位置づけられた他の数のサテライトモニタ８９２を含み得る。

上記で説明されたように、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）は、中央システムモニタを使用してデジタルデータへの変換のために比較的長距離を越えてアナログ信号を送信するのではなく、比較的短いローカル信号ワイヤを使用して、センサ（Ｓ）のそれぞれを対応するサテライトモニタ８９２に連結できるように、センサ（Ｓ）に十分接近して位置づけられ得る。このようにして、本明細書で開示される監視システムの実装形態は、金属層信号ルーティングリソースが、デジタルデータへの変換のために、これらのアナログ信号を、デバイス８００の至る所に分散された様々なロケーションから中央モニタにルートする必要をなくし得、これは、監視システムのスケーラビリティをさらに向上させつつ、デバイスの複雑性およびコストを低減させ得る。その上、デバイス８００の至る所に分散された複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）を使用して、アナログセンサデータのアナログ／デジタル変換を実施し、次に、分析のためにデジタルデータをルートモニタ８９０にルートすることによって、同時に測定可能なセンサの数は、サテライトモニタ内に提供されたＡＤＣの入力チャネルの数によって制限されない。対照的に、デジタルデータへの変換のためにアナログセンサデータを中央システムモニタにルートする従来の解決策による同時に測定可能なセンサの数は、システムモニタに関連付けられたＡＤＣの入力チャネルの数によって制限される。したがって、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）を介してデバイス８００の至る所にある様々なロケーションにおいてデジタル情報へのアナログセンサデータの変換を分散させることによって、本明細書で開示される監視システムによる同時に測定可能なセンサの数は、デバイス全体に分散されたセンサからアナログ信号を受け取る、中心にあるＡＤＣの入力チャネルの数ではなく、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）の数に基づき得る。結果として、本明細書で開示される監視システムは、前述の従来の解決策よりはるかに大きい数のセンサを同時に測定し得る。

ルートモニタ８９０は、ＮｏＣ相互接続システム８２０によってサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれからルートされたデジタルデータを受け取り得、センサによって監視される選択された回路の動作状況を決定するために、受け取られたデジタルデータを処理し得る。いくつかの実装形態では、ルートモニタ８９０は、選択された回路のそれぞれがその指定動作範囲内で動作しているかどうかを決定するために、測定された動作状況を１つまたは複数の基準値と比較し得る。

図８は、プログラマブルデバイス８００のただ１つの例証的なアーキテクチャを示すことを意図するものであることに留意されたい。例えば、列（または行）における論理ブロックの数、列（または行）の相対幅、列（または行）の数と順序、列（または行）に含まれる論理ブロックのタイプ、論理ブロックの相対サイズ、および図８に示された他の構造的態様は、本明細書で開示される発明の主題の様々な実装形態の例証にすぎない。

図９は、いくつかの実装形態による、図８のプログラマブルデバイス８００の１つの例であり得るプログラマブルデバイス９００の機能ブロック図を示している。デバイス９００は、送受信ブロック８５０、プログラマブルロジック（ＰＬ）９１０、ＣＰＭ９２０、処理システム（ＰＳ）９３０、プラットフォーム管理コントローラ（ＰＭＣ）９４０、およびＩ／Ｏブロック＋メモリコントローラ９６０を含むように示されている。ＰＬ９１０は、図８のＰＬ８１０の１つの実装形態であり得、送受信ブロック８５０、ＣＰＭ９２０、ＰＭＣ９４０、およびＮｏＣ相互接続システム８２０に隣接しており、これらに直接接続され得る。Ｉ／Ｏブロック＋メモリコントローラ９６０は、図８のＩ／Ｏブロック８６０およびメモリコントローラ８７０の１つの実装形態であり得、プログラマブルデバイス９００の下縁に沿って配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。簡略化のために図９に示されていないが、Ｉ／Ｏブロック＋メモリコントローラ９６０はまた、プログラマブルデバイス９００の上縁に沿って配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。さらに、または別の方式では、Ｉ／Ｏブロック＋メモリコントローラ９６０は、プログラマブルデバイス９００の右縁および左縁に沿って配置された複数の繰り返し可能なタイルとして実装され得る。

ＣＰＭ９２０は、図８のＣＰＭ８４０の１つの実装形態であり得、いくつかの異なるバス規格のためのインターフェース能力を提供し得る。いくつかの実装形態では、ＣＰＭ９２０は、ペリフェラルコンポーネントインターコネクトエクスプレス（ＰＣＩｅ）インターフェース９２２、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）回路９２４、およびキャッシュコヒーレントインターコネクトフォーアクセラレータ（ＣＣＩＸ）インターフェース９２６を含み得る。ＰＣＩｅインターフェース９２２は、ＰＣＩプロトコルに応じて、送受信ブロック８５０を介して、ＰＳ９３０と１つまたは複数の他のデバイスまたはチップとの間でデータを交換するために使用され得る。同様に、ＣＣＩＸインターフェース９２６は、ＣＣＩＸプロトコルに応じて、送受信ブロック８５０を介して、ＰＳ９３０と１つまたは複数の他のデバイスまたはチップとの間でデータを交換するために使用され得る。

ＰＳ９３０は、デバイス９００に専用データ処理能力を提供し得、アプリケーション処理ユニット（ＡＰＵ）９３２、リアルタイム処理ユニット（ＲＰＵ）９３４、キャッシュメモリ９３６、およびシステムオンアチップ（ＳｏＣ）インターフェース９３８を含むように示されている。簡略化のために図示されていないが、ＰＳ９３０はまた、通信規格（イーサネットおよびＵＳＢ２．０インターフェースなど）のための周辺機器、ならびに様々なコントローラ（ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＵＡＲＴ、およびＣＡＮ－ＦＤコントローラなど）を含み得る。ＡＰＵ９３２およびＲＰＵ９３４は、デバイス９００に専用スカラ処理能力を提供可能な１つまたは複数の処理コア（ＣＰＵなど）をそれぞれ含み得る。いくつかの態様では、ＰＳ９３０は、プログラマブル相互接続ファブリックおよびＮｏＣ相互接続システム８２０によってデバイス９００の他のサブシステムに選択的に接続され得る。

いくつかの実装形態では、ＡＰＵ９３２は、ハードウェア仮想化をサポートするマルチコアＡＲＭプロセッサを含み得、ビルトイン割込みコントローラおよびスヌープ制御ユニットを有し得る。割込みコントローラは、仮想割込みをサポートし得、スヌープ制御ユニットは、ＡＰＵ９３２およびＲＰＵ９３４によって使用および／または共有される１つまたは複数のキャッシュ間のコヒーレンシを維持するために使用され得る。ＡＰＵ９３２は、ＡＸＩコヒーレント拡張（ＡＣＥ）ポートを使用してＰＳ９３０の他の構成要素と通信し得、アクセラレータコヒーレンシポート（ＡＣＰ）を使用してＰＬ９１０と通信し得る。いくつかの実装形態では、ＲＰＵ９３４は、リアルタイムデータ処理をサポートするマルチコアＡＲＭプロセッサを含み得、リアルタイムシングルサイクルアクセスのための密結合メモリ（ＴＣＭ）インターフェースを含み得、専用割込みコントローラおよび浮動小数点ユニットを有し得る。ＲＰＵ９３４は、ＡＸＩポートを使用してＰＳ９３０の他の構成要素と、および／またはＰＬ９１０と通信し得る。

キャッシュメモリ９３６は、ＡＰＵ９３２およびＲＰＵ９３４による共有アクセスを可能にする任意の適切な高速キャッシュであり得る。ＳｏＣインターフェース９３８は、ＰＳ９３０の様々なリソースとＮｏＣ相互接続システム８２０との間の接続を提供し得る。

ＰＭＣ９４０は、セキュリティ回路機器９４２、ブート兼再構成回路機器９４４、アナログ回路機器９４６、および図８のルートモニタ８９０を含み得る。セキュリティ回路機器９４２は、データ暗号化／復号能力および他のセキュリティ特徴を提供し得る。ブート兼再構成回路機器９４４は、非セキュアブートとセキュアブートの両方をサポートするマルチステージブート処理を提供し得る。アナログ回路機器９４６は、任意の適切なアナログ回路機器構成要素を含み得る。さらに、簡略化のために図９に示されていないが、ＰＭＣ９４０は、テスト兼デバッギングリソース（ＪＴＡＧ回路機器など）、外部フラッシュメモリインターフェース、および他の構成要素または回路を含み得る。いくつかの実装形態では、ＰＭＣ９４０は、ＰＬ９１０の一部が部分再構成動作を使用して再構成されることを可能にし得る。例えば、ＰＬ９１０の一部のための新しい構成ビットストリームは、１次または２次ブートインターフェース（ＰＣＩｅまたはイーサネットなど）を介してＰＳ９３０からロードされ、次に、再構成されることになるＰＬ９１０の一部に関連付けられた構成レジスタに格納され得る。ＰＬ９１０の１つまたは複数の部分の部分再構成を可能にする能力は、ユーザ指定回路設計（他のプログラマブルデバイスに匹敵するものなど）への変更または更新を反映するために、ユーザがデバイス９００をより素早く再構成することを可能にし得る。

図１０は、いくつかの実装形態による、実例のプログラマブルファブリック１０００のブロック図を示す。いくつかの実装形態では、プログラマブルファブリック１０００は、図８のＰＬ８１０、図９のＰＬ９１０、または両方であり得る。プログラマブルファブリック１０００は、列（または行）に配置可能な複数の異なるプログラマブル回路ブロックまたはタイルを含むように示されている。プログラマブル回路ブロックは、円柱状アーキテクチャに配置された、プログラマブル相互接続要素（ＩＮＴ）１０１０、コンフィギュラブルロジック要素（ＣＬＥ）１０２０、ＤＳＰ１０３０、およびブロックＲＡＭ（ＢＲＡＭ）１０４０を含み得る（が、これらに限定されない）。図１０の例として、プログラマブルファブリック１０００は、プログラマブル相互接続要素１０１０の１１個の列、ＣＬＥ１０２０の５つの列、ＤＳＰ１０３０の２つの列、およびＢＲＡＭ１０４０の２つの列を含むように示されている。他の実装形態では、プログラマブルファブリック１０００は、プログラマブル相互接続要素１０１０、ＣＬＥ１０２０、ＤＳＰ１０３０、およびＢＲＡＭ３１０４０の他の数の列を含み得る。プログラマブルファブリック１０００はまた、簡略化のために図１０に示されていないいくつかの他のサブシステムまたは構成要素（処理コア、プログラマブル相互接続構造、および同様のものなど）を含み得る。

プログラマブル相互接続要素１０１０、ＣＬＥ１０２０、ＤＳＰ１０３０、およびＢＲＡＭ１０４０は、プログラマブルファブリック１０００全体に繰り返し可能なタイルとして実装され得る。タイルのそれぞれは、同じタイル内のプログラマブルロジック要素へのローカル信号相互接続を提供すること、隣接したタイル内のプログラマブル相互接続要素１０１０へのローカル信号相互接続を提供すること、および／または他の信号ルーティングリソースへのローカル信号相互接続を提供することを行う、少なくとも１つのプログラマブル相互接続要素１０１０を含み得る。プログラマブル相互接続要素１０１０は、プログラマブル相互接続ファブリックの少なくとも一部（または他の適切なブロックレベルおよび／もしくはデバイスレベルの信号ルーティング構造）をまとめて形成し得る。

いくつかの実装形態では、プログラマブルファブリック１０００は、プログラマブルファブリック１０００の高さ全体に垂直に延びる円柱状ハードブロック１０５０を含み得る。ハードブロック１０５０は、例えば、ＵＳＢコントローラ、イーサネットＭＡＣ、マルチレート（ＭＲ）イーサネットＭＡＣ、ＰＣＩｅコントローラ、ＣＣＩＸコントローラ、ならびに／または、ＰＣＩｅプロトコルの物理層、データリンク層、およびトランザクション層を実装する他の適切な回路もしくは構成要素など、いくつかの配線接続回路を含み得る。いくつかの実装形態では、ハードブロック１０５０は、図８について上記で説明された接続ファブリックの１つの実装形態であり得る。

図１１は、いくつかの実装形態による、監視システム１１００の機能ブロック図を示している。監視システム１１００、図８のプログラマブルデバイス８００内に実装され得、ルートモニタ１１１０、複数のサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５、複数の供給電圧センサＳＶ１～ＳＶ４、複数の温度センサＴ５～Ｔ１５、および複数の選択された回路ＣＫＴ５～ＣＫＴ１５を含むように示されている。ルートモニタ１１１０は、図８のルートモニタ８９０の１つの実装形態であり得、ＮｏＣ相互接続システム８２０および１つまたは複数のアナログチャネル８２１に連結される。いくつかの実装形態では、ルートモニタ１１１０は、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを発生させるためのバンドギャップ電圧発生器（簡略化のために図示せず）を含み得る。

サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５は、デバイス８００全体に分散され、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５のそれぞれがセンサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５の対応する１つの近傍に位置づけられるように配置され得る。図１１の実例の実装形態について、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ４は、ローカル信号ワイヤを介してそれぞれの供給電圧センサＳＶ１～ＳＶ４に連結され、サテライトモニタＳＡＴ５～ＳＡＴ１５は、ローカル信号ワイヤを介してそれぞれの温度センサＴ５～Ｔ１５に連結される。このようにして、供給電圧センサＳＶ１～ＳＶ４によって生成されたアナログ信号は、ローカル信号ワイヤによってそれぞれのサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ４に提供され得、温度センサＴ５～Ｔ１５によって生成されたアナログ信号は、ローカル信号ワイヤによってそれぞれのサテライトモニタＳＡＴ５～ＳＡＴ１５に提供され得る。関連付けられたセンサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５の直近に（例えば、これらの近傍に）サテライトモニタＳＡＴ５～ＳＡＴ１５を位置づけることによって、センサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５によって生成されたアナログ信号は、ルートモニタ１１１０に達するようにデバイス８００の大部分を横断してルートされる必要はなく、これにより、デバイス８００全体に広がる金属層相互接続全体の比較的小さいアナログ信号のルーティングに関連付けられた信号劣化を最小化する。その上、センサＳＶ１～ＳＶ４およびＴ５～Ｔ１５によって生成されたアナログ信号のそれぞれは、サテライトモニタＳＡＴ１～ＳＴＡ１５のうちの近くの１つを使用してデジタルデータにローカルに変換され得るので、プログラマブルデバイス（図８のプログラマブルデバイス８００など）内に監視システム１１００を実装するために、高価な金属層ルーティングリソースは必要とされない。

１つの例として、センサＳＶ１は、関連付けられた供給電圧の電圧レベルを示すアナログ信号を生成することによって、関連付けられた供給電圧の動作状況を監視し得る。対応するサテライトモニタＳＡＴ１をセンサＳＶ１の近傍に位置づけることによって、センサＳＶ１によって生成されたアナログ信号は、デバイス８００を横断してルートモニタ１１１０にルートされる必要はなく、代わりに、ローカル信号ワイヤを介して、サテライトモニタＳＡＴ１への比較的短い距離をルートされ得る。別の例として、センサＴ５は、関連付けられた回路ＣＫＴ５の温度を示すアナログ信号を生成することによって、関連付けられた回路ＣＫＴ５の動作状況を監視し得る。対応するサテライトモニタＳＡＴ５をセンサＴ５の近傍に位置づけることによって、センサＴ５によって生成されたアナログ信号は、デバイス８００を横断してルートモニタ１１１０にルートされる必要はなく、代わりに、ローカル信号ワイヤを介して、サテライトモニタＳＡＴ５への比較的短い距離をルートされ得る。

温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦは、デバイス８００全体に分散され、１つまたは複数のアナログチャネル８２１によってサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＴＡ１５のそれぞれへのアクセスを可能にされ得、デジタルデータは、ＮｏＣ相互接続システム８２０によってサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＴＡ１５のそれぞれからルートモニタ１１１０に選択的にルートされ得る。いくつかの実装形態では、１つまたは複数のアナログチャネル８２１は、ＮｏＣ相互接続システム８２０の対応する部分に沿って延び得る。他の実装形態では、１つまたは複数のアナログチャネル８２１は、ＮｏＣ相互接続システム８２０から分離され得る。

図１２は、いくつかの実装形態による、実例のルートモニタ１２００のブロック図を示す。ルートモニタ５００は、図８のルートモニタ８９０もしくは図１１のルートモニタ１１１０（または両方）の１つの実装形態であり得、バンドギャップ電圧発生器１２１０、メモリ１２２０、およびコントローラ１２３０を含むように示されている。バンドギャップ電圧発生器１２１０は、高精度かつ温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを発生可能な任意の適切な回路またはデバイスであり得、１つまたは複数のアナログチャネル８２１に連結された出力を含む。いくつかの実装形態では、バンドギャップ電圧発生器１２１０は、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを差動電圧（正基準電圧と負基準電圧の両方を含むものなど）として１つまたは複数のアナログチャネル８２１に提供し得る。いくつかの態様では、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦは１．２５ボルトに等しくなり得るが、他の適切な電圧がＶ_ＲＥＦとして使用され得る。

図８をさらに参照すると、いくつかの実装形態では、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって発生された温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦは、１つまたは複数のアナログチャネル８２１使用して、デバイス８００の至る所にあるサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれに配布され得る。サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）は、例えば、（高精度かつ温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを使用するのではなく）アナログ信号をサンプリングするために比較的不正確なローカル基準電圧を使用することに関連付けられたアナログ／デジタル変換エラーを補償するために、１つまたは複数のアナログチャネル８２１から温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦに選択的にアクセスして、これらのそれぞれの電圧ストアを充電し、これらのＡＤＣを周期的に較正し得る。

メモリ１２２０は、ＮｏＣ相互接続システム８２０に連結されたデータ入力と、コントローラ１２３０に連結された制御入力と、コントローラ１２３０に連結されたデータ出力と、ＪＴＡＧインターフェース、多重化入出力（ＭＩＯ）ブロック、またはＡＸＩインターフェースの１つまたは複数を介して、メモリ１２２０に格納されたデータにユーザによってアクセス可能な１つまたは複数の出力ポートとを含む。いくつかの実装形態では、メモリ１２２０は、いくつかの状態レジスタ１２２１およびいくつかのアラームレジスタ１２２２を含み得る。状態レジスタ１２２１は、デバイス８００の至る所に提供された選択された回路の動作状況を示すデジタルデータを格納し得、アラームレジスタ１２２２は、いくつかの指定動作範囲を定義する複数の基準値を格納し得る。状態レジスタ１２２１は、ＮｏＣ相互接続システム８２０を介してサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）からルートモニタ１２００にルートされたデジタルデータをロードされ得、アラームレジスタ１２２２は、プログラマブルデバイス８００の構成（または再構成）中に基準値をロードされ得る。

コントローラ１２３０は、ルートモニタ１２００の様々な動作を制御し得、選択された回路のいずれかがこれらの指定動作範囲内で動作していないかどうかを決定するために、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）から受け取られたデジタルデータを分析し得、ユーザによってアクセス可能な結果データを生成し得る。いくつかの実装形態では、コントローラ１２３０は、状態レジスタ１２２１に格納された測定された動作状況を、アラームレジスタ１２２２に格納された対応する基準値と比較することによって、選択された回路が指定動作範囲内で動作しているかどうかを決定し得る。選択された回路がその指定動作範囲外で動作していると決定された場合、コントローラ１２３０は、アラームを生成し得る。いくつかの態様では、アラームは、例えば、選択された回路の動作状況がその指定動作範囲内になるまで、選択された回路を無効にするか、その電源を切り得る。他の態様では、アラームは、例えば、選択された回路の動作状況が指定動作範囲内になるまで、プログラマブルデバイス８００に電源を切らせるか、低減された電力レベルで動作させ得る。

アラームレジスタ１２２２に格納された指定動作範囲のいくつかは、最小基準値および最大基準値によって定義され得る。いくつかの実装形態では、指定電圧範囲は、最小電圧値および最大電圧値を含み得る。このような実装形態では、コントローラ１２３０は、選択された回路の測定電圧を、アラームレジスタ１２２２に格納された最小および最大電圧値と比較し得、比較に基づいて１つまたは複数のアラームを生成し得る。例えば、測定電圧が最小電圧値と最大電圧値との間である場合、コントローラ１２３０は、選択された回路がその指定電圧範囲内で動作していることを示し得る。逆に、測定電圧が最小電圧値より小さいか、最大電圧値より大きい場合、コントローラ１２３０は、選択された回路がその指定電圧範囲内で動作していないことを示すためにアラームを生成し得る。

アラームレジスタ１２２２に格納された他の指定動作範囲は、動作可能上限を定義する基準値を含み得る。いくつかの実装形態では、選択された回路の指定温度範囲は、基準温度値によって定義され得る。このような実装形態では、コントローラ１２３０は、選択された回路の測定温度を、アラームレジスタ１２２２に格納された基準温度値と比較し得、比較に基づいて１つまたは複数のアラームを生成し得る。例えば、測定温度が基準温度値より小さい（または等しい）場合、コントローラ１２３０は、選択された回路がその指定温度範囲内で動作していることを示し得る。逆に、測定温度が基準温度値より大きい場合、コントローラ１２３０は、選択された回路が熱すぎるか、過熱されていることを示すためにアラームを生成し得る。

いくつかの実装形態では、コントローラ１２３０は、較正モードまたは監視モードで動作するためにそれぞれのサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）によって使用可能な制御信号ＣＴＲＬ［１：１９］を生成するように構成され得る。較正モードで動作するとき、それぞれのサテライトモニタ８９２は、１つまたは複数のアナログチャネル８２１から温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦにアクセスし得、比較的不正確なローカル基準電圧（図１３について説明されたものなど）の誤りから生じるアナログ／デジタル変換エラーを示す訂正因子を、Ｖ_ＲＥＦを使用して生成し得る。監視モードで動作するとき、それぞれのサテライトモニタ８９２は、１つまたは複数のセンサ（Ｓ）によって生成されたアナログ信号をデジタルコードに変換し得、訂正因子（図１３について説明されたものなど）に基づいてデジタルコードを訂正し得る。いくつかの実装形態では、コントローラ１２３０は、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のただ１つが、１つまたは複数のアナログチャネル８２１からＶ_ＲＥＦに同時にアクセスし得るように、タイミングスケジュールに基づいて制御信号ＣＴＲＬ［１：１９］を選択的にアサートし得る。このようにして、ルートモニタ１２００は、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）の２つ以上が温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦに同時にアクセスすることによって引き起こされる温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦの降下を防ぎ得る。

タイミングスケジュールは、メモリ１２２０に格納され得、また、例えば、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれによって使用される、および／またはこれらに格納されたローカル基準電圧の任意の周期変動が、訂正因子への対応する更新によって補償されることを保証するために、Ｖ_ＲＥＦを使用してサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれを周期的に較正するためのスケジュールを含み得る。例えば、１つまたは複数の実装形態では、コントローラ１２３０は、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれがＮミリ秒毎に較正動作を実施するように、Ｎミリ秒毎に制御信号ＣＴＲＬ［１：１９］を順次アサートし得、ここで、Ｎは、任意の適切な数字であり得る。タイミングスケジュールはまた、例えば、１つの範囲内（温度非依存性基準電圧の値内など）に電圧ストアによって保持されるローカル基準電圧を維持するために、Ｖ_ＲＥＦ使用して、サテライトモニタ１９２（１）～１９２（１９）のそれぞれの中の電圧ストアを周期的に充電するためのスケジュールを含み得る。

図１３は、いくつかの実装形態による、実例のサテライトモニタ１３００のブロック図を示す。サテライトモニタ１３００は、図８の任意の数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）、もしくは図１１のサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５（または両方）の１つの例であり得、ＡＤＣ１３１０、メモリ１３２０、ローカル電圧源１３３０、較正回路１３４０、訂正回路１３４５、およびスイッチＳＷを含むように示されている。スイッチＳＷは、１つまたは複数のアナログチャネル８２１から温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを受け取るために連結された第１の入力端子、１つまたは複数の関連付けられたセンサ２０によって生成されたアナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子、ルートモニタ１２００によって生成された対応する制御信号ＣＴＲＬを受け取るために連結された制御端子、および、ＡＤＣ１３１０の入力端子に連結された出力端子を含む。いくつかの態様では、センサ２０は、温度センサ２１、供給電圧センサ２２、および外部センサ２３を含み得る（が、これらに限定されない）。

ＡＤＣ１３１０は、メモリ１３２０に連結された出力端子を含み、ローカル電圧源１３３０に連結された１つまたは複数の基準端子を含む。ＡＤＣ１３１０は、センサ２０の１つまたは複数によって生成されたアナログ信号をデジタルデータまたはデジタルコードに変換可能な任意の適切なＡＤＣであり得る（またはこれを含み得る）。いくつかの実装形態では、ＡＤＣ１３１０は、スケーリングされたアーキテクチャを利用して、センサ２０によって提供されたアナログ検知データをデジタル化し得る。

メモリ１３２０は、任意の適切なストレージデバイスであり得、ＡＤＣ１３１０の出力端子に連結された入力を含み、ＮｏＣ相互接続システム８２０に連結された出力を含む。メモリ１３２０は、センサ２０の１つまたは複数によって提供されたアナログ信号に応答して、ＡＤＣ１３１０によって生成されたデジタルデータを格納し得、図１２のルートモニタ１２００にルートするためにＮｏＣ相互接続システム８２０にデジタルデータを提供し得る。いくつかの実装形態では、メモリ１３２０は、監視のために選択された複数の回路の対応する１つの動作状況を示すデジタルデータをそれぞれ格納するための複数のレジスタであり得るか、これらを含み得る。このようにして、サテライトモニタ１３００は、選択された回路の対応する１つの動作状況を示すアナログ信号をセンサ２０から受け取り得、アナログ信号をデジタルデータに変換し得、選択された回路の動作状況を示すデジタルデータを、ＮｏＣ相互接続システム８２０を介してルートモニタ１２００に提供し得る。

ローカル電圧源１３３０は、ＡＤＣ１３１０による使用に適したローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}を生成可能な（および、製造中にトリミングされる必要がない）任意の適切な比較的小さいまたは面積効率の良い電圧源であり得る。ローカル電圧源１３３０は、わずか１０個のトランジスタを使用して構築され得、図１２のバンドギャップ電圧発生器１２１０より著しく小さい回路面積しか占めない。いくつかの実装形態では、ローカル電圧源１３３０は、図１２のバンドギャップ電圧発生器１２１０より少なくとも１桁小さい回路面積しか占め得ない。例えば、１つまたは複数の実装形態では、ローカル電圧源によって占められる回路面積は、およそ数十平方ミクロンであり得る。

ローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}は、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって生成された温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦに比べて比較的不正確であり得、ＡＤＣ１３１０によって生成されたデジタルコードのエラーを引き起こし得る。いくつかの実装形態では、ローカル電圧源１３３０によって提供されるローカル基準電圧は、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって生成された温度非依存性基準電圧より少なくとも１桁少ない精度になり得る。１つまたは複数の実装形態では、ローカル基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ５％の精度を有し得るが、温度非依存性基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ０．５％の精度を有し得る。

較正回路１３４０は、ＡＤＣ１３１０の出力端子からデジタルコードを受け取るために連結された入力、訂正回路１３４５に訂正因子を提供するための出力、およびルートモニタ１２００から対応する制御信号ＣＴＲＬを受け取るための制御端子を含み得る。訂正回路１３４５は、ＡＤＣ１３１０とメモリ１３２０との間に連結され得、較正回路１３４０によって提供された訂正因子を受け取るための端子を含む。いくつかの実装形態では、較正回路１３４０は、ＡＤＣ１３１０によって生成されたデジタルコードのエラーを補償するための訂正因子を生成するように構成され得、訂正回路１３４５は、訂正因子に基づいてＡＤＣ１３１０によって生成されたデジタルコードを訂正するように構成され得る。

例えば、較正動作中、制御信号ＣＴＲＬのアサート状態によって、スイッチＳＷは、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦをＡＤＣ１３１０への入力信号として提供し得、また、較正回路１３４０を有効化し得る。ＡＤＣ１３１０は、基準コードを生成するために温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦをサンプリングし得、較正回路１３４０は、ＡＤＣ１３１０によって生成された基準コードと、Ｖ_ＲＥＦの既知値を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成し得る。監視動作中、制御信号ＣＴＲＬのデアサート状態によって、スイッチＳＷは、センサ２０からのアナログ信号をＡＤＣ１３１０への入力信号として提供し得、Ｖ_ＲＥＦおよび／またはＮｏＣ相互接続システム８２０からサテライトモニタ１３００を絶縁し得る。ＡＤＣ１３１０は、センサ２０によって提供されたアナログ信号をサンプリングし、デジタルコードを生成し得る。訂正回路１３４５は、訂正因子を使用して、例えば、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することによって、デジタルコードを訂正し得る。このようにして、サテライトモニタ１３００は、比較的不正確なローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}の誤りから生じるアナログ／デジタル変換エラーを補償し得る。

図１４は、いくつかの実装形態による、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数の回路の動作状況を監視するための実例の動作１４００を描写する例証的なフローチャートである。実例の動作１４００は、例証のためだけに、図８のプログラマブルデバイス８００、図１１の監視システム１１００、図１２のルートモニタ１２００、および図１３のサテライトモニタ１３００について下記で説明される。実例の動作１４００は、本明細書で開示される他のプログラマブルデバイスによって、および／または他の適切なデバイスによって実施され得ることが理解されよう。

動作１４００は、ブロック１４０１において、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサの対応する１つを使用して、複数の回路のそれぞれの動作状況を示すアナログ信号を生成することによって始まり得る。いくつかの実装形態では、いくつかのセンサ２０のそれぞれは、関連付けられた回路の近傍にあり得る。いくつかの態様では、センサ２０は、温度センサ２１、供給電圧センサ２２、もしくは外部センサ２３の少なくとも１つであり得る（またはこれらを含み得る）。いくつかの実装形態では、ルートモニタ８９０は、例えば、図１２のバンドギャップ回路１２１２を使用して、トリミングされたおよび温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを発生させ得る。

動作１４００は、ブロック１４０２において、アナログ信号のそれぞれを、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタの対応する１つに提供することによって進み得る。いくつかの実装形態では、センサ２０によって生成されたアナログ信号は、例えば、様々な回路の動作状況を示すアナログ信号が、金属層信号ルーティング構造を使用してデバイス全体にルートされ、中央モニタに提供される従来のプログラマブルデバイスとは対照的に、比較的短いローカル信号ワイヤを使用して、対応するサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）に提供され得る。

動作１４００は、ブロック１４０３において、複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれにおいて、（例えば、温度非依存性基準電圧に基づいて）ローカル電圧源１３３０を使用してローカル基準電圧を発生させることによって進み得る。ローカル電圧源１３３０は、ルートモニタ１２００に提供されたバンドギャップ電圧発生器１２１０に比べて、比較的小さく「面積効率の良い」ものであり得る。いくつかの実装形態では、ローカル電圧源１３３０は、１２個未満のトランジスタを含み得、バンドギャップ電圧発生器１２１０より少なくとも１桁少ない回路面積しか消費し得ない。１つまたは複数の実装形態では、ローカル電圧源１３３０によって占められた回路面積は、およそ数十平方ミクロンであり得るが、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって占められた回路面積は、およそ数百平方ミクロン（またはことによると、千平方ミクロン）であり得る。

ローカル基準電圧は、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって生成された温度非依存性基準電圧に比べて比較的不正確であり得る。いくつかの実装形態では、ローカル電圧源１３３０によって提供されたおよび／またはこれに格納されたローカル基準電圧は、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって発生された温度非依存性基準電圧より少なくとも１桁少ない精度になり得る。１つまたは複数の実装形態では、ローカル基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ５％の精度を有し得るが、温度非依存性基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ０．５％の精度を有し得る。

動作１４００は、ブロック１４０４において、複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれにおいて、ローカル基準電圧に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を使用して、対応するアナログ信号をデジタルコードに変換することによって進み得る。図１３をさらに参照すると、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれの中に提供されたＡＤＣ回路１３１０は、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれのメモリ１３２０に格納され得るアナログ信号をデジタルデータに変換し得る。メモリ１３２０は、ルートモニタ８９０へのルーティングのために、格納されたデジタルデータを相互接続システム８２０に選択的に提供し得る。

動作１４００は、ブロック１４０５において、ルートモニタ８９０から複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれに温度非依存性基準電圧を配布することによって進み得る。いくつかの実装形態では、温度非依存性基準電圧は、プログラマブルファブリックに広がる１つまたは複数のアナログチャネル８２１を使用して、複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれに配布され得る。

動作１４００は、ブロック１４０６において、配布された温度非依存性基準電圧に少なくとも部分的に基づいて、複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれの中のＡＤＣ１３１０によって生成されたデジタルコードを訂正することによって進み得る。いくつかの実装形態では、デジタルコードは、ローカル基準電圧の誤りから生じるアナログ／デジタル変換エラーを示す訂正因子に基づいて調節され得る。

動作１４００は、ブロック１４０７において、訂正されたデジタルコードを複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）からルートモニタ８９０に選択的にルートすることによって進み得る。訂正されたデジタルコードは、ＮｏＣ相互接続システム８２０を使用して、複数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）からルートモニタ８９０に選択的にルートされ得る。いくつかの実装形態では、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）のそれぞれは、例えば、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）からルートモニタ８９０へのデジタルデータの配信をスケジュールまたは優先させるために、ルートモニタ８９０によって生成された信号（トリガ信号など）に応答して、訂正されたデジタルコードをＮｏＣ相互接続システム８２０に提供し得る。他の実装形態では、サテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）は、ルートモニタ８９０によって促すことなく、および／または制御することなく、ＮｏＣ相互接続システム８２０にデジタルデータを提供し得る。

図１５は、サテライトモニタのそれぞれの中に提供されたＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正するための実例の動作１５００を描写する例証的なフローチャートである。実例の動作１５００は、例証のためだけに、図８のプログラマブルデバイス８００、図１１の監視システム１１００、図１２のルートモニタ１２００、および図１３のサテライトモニタ１３００について下記で説明される。実例の動作１５００は、本明細書で開示される他のプログラマブルデバイスによって、および／または他の適切なデバイスによって実施され得ることが理解されよう。いくつかの実装形態では、実例の動作は、図１４について上記で説明された動作１４００の処理１４０８の例であり得る。

動作１５００は、ブロック１５０１において、温度非依存性基準電圧をＡＤＣ１３１０への入力信号として提供することによって始まり得る。動作１５００は、ブロック１５０２において、ＡＤＣ１３１０を使用して、温度非依存性基準電圧を基準コードに変換することによって進み得る。動作１５００は、ブロック１５０３において、基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成することによって進み得る。動作１５００は、ブロック１５０４において、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することによって進み得る。

図１６は、いくつかの実装形態による、実例のサテライトモニタ１６００のブロック図を示す。サテライトモニタ１６００は、図８の任意の数のサテライトモニタ８９２（１）～８９２（１９）、もしくは図４のサテライトモニタＳＡＴ１～ＳＡＴ１５（または両方）の１つの例であり得、ＡＤＣ１６１０、メモリ１６２０、電圧ストア１６３０、較正回路１６４０、訂正回路１６４５、第１のスイッチＳＷ１、および第２のスイッチＳＷ２を含むように示されている。第１のスイッチＳＷ１は、１つまたは複数のアナログチャネル８２１から温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦを受け取るために連結された第１の入力端子、１つまたは複数の関連付けられたセンサ２０によって生成されたアナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子、第１の制御信号ＣＴＲＬ１の対応する１つを受け取るために連結された制御端子、およびＡＤＣ１６１０の入力端子に連結された出力端子を含む。第２のスイッチＳＷ２は、１つまたは複数のアナログチャネルから温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された入力端子、第２の制御信号ＣＴＲＬ２の対応する１つを受け取るために連結された制御端子、および電圧ストア１６３０に連結された出力端子を含む。いくつかの態様では、センサ２０は、温度センサ２１、供給電圧センサ２２、および外部センサ２３を含み得る（が、これらに限定されない）。

ＡＤＣ１６１０は、メモリ１６２０に連結された出力端子を含み、電圧ストア１６３０に連結された１つまたは複数の基準端子を含む。ＡＤＣ１６１０は、センサ２０の１つまたは複数によって生成されたアナログ信号をデジタルデータまたはデジタルコードに変換可能な任意の適切なＡＤＣであり得る（またはこれを含み得る）。いくつかの実装形態では、ＡＤＣ１６１０は、スケーリングされたアーキテクチャを利用して、センサ２０によって提供されたアナログ検知データをデジタル化し得る。

メモリ１６２０は、任意の適切なストレージデバイスであり得、ＡＤＣ１６１０の出力端子に連結された入力を含み、ＮｏＣ相互接続システム８２０に連結された出力を含む。メモリ１６２０は、センサ２０の１つまたは複数によって提供されたアナログ信号に応答して、ＡＤＣ１６１０によって生成されたデジタルデータを格納し得、図１２のルートモニタ１２００へのルーティングのためにＮｏＣ相互接続システム８２０にデジタルデータを提供し得る。いくつかの実装形態では、メモリ１６２０は、監視のために選択された複数の回路の対応する１つの動作状況を示すデジタルデータをそれぞれ格納するための複数のレジスタであり得るか、これらを含み得る。このようにして、サテライトモニタ１６００は、選択された回路の対応する１つの動作状況を示すアナログ信号をセンサ２０から受け取り得、アナログ信号をデジタルデータに変換し得、選択された回路の動作状況を示すデジタルデータを、ＮｏＣ相互接続システム８２０を介してルートモニタ１２００に提供し得る。

電圧ストア１６３０は、ＡＤＣ１６１０による使用に適したローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}を貯蔵可能な任意の適切なデバイスまたは構成要素であり得る。いくつかの実装形態では、電圧ストア１６３０は、例えば、図１６に描写されているような、キャパシタであり得る。より具体的には、いくつかの実装形態では、電圧ストア１６３０は、キャパシタＣ１として実装され得、第２のスイッチＳＷ２は、ＣＭＯＳトランジスタＭ１として実装され得る。キャパシタＣ１は、トランジスタＭ１（第２のスイッチＳＷ２として動作する）と、ＡＤＣ１６１０の基準端子との間に連結され、図１２のバンドギャップ電圧発生器１２１０より著しく小さい回路面積しか占め得ない。さらに、キャパシタは、例えば、バンドギャップ電圧発生器１２１０などの正確な電圧基準のように、製造中にトリミングされる必要がない。いくつかの実装形態では、電圧ストア１６３０は、図１２のバンドギャップ電圧発生器１２１０より少なくとも１桁小さい回路面積しか占め得ない。例えば、１つまたは複数の実装形態では、ローカル電圧ストア１６３０によって占められる回路面積は、およそ数十平方ミクロンであり得る。

ローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}は、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって生成された温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦに比べて比較的不正確であり得、ＡＤＣ１６１０によって生成されたデジタルコードのエラーを引き起こし得る。いくつかの実装形態では、ローカル電圧ストア１６３０によって提供されたローカル基準電圧は、バンドギャップ電圧発生器１２１０によって生成された温度非依存性基準電圧より少なくとも１桁少ない精度になり得る。１つまたは複数の実装形態では、ローカル基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ５％の精度を有し得るが、温度非依存性基準電圧は、ターゲット電圧内のおよそ０．５％の精度を有し得る。

較正回路１６４０は、ＡＤＣ１６１０の出力端子からデジタルコードを受け取るために連結された入力、訂正回路１６４５に訂正因子を提供するための出力、およびルートモニタ１２００から対応する第１の制御信号ＣＴＲＬ１を受け取るための制御端子を含み得る。訂正回路１６４５は、ＡＤＣ１６１０とメモリ１６２０との間に連結され得、較正回路１６４０によって提供された訂正因子を受け取るための端子を含む。いくつかの実装形態では、較正回路１６４０は、ＡＤＣ１６１０によって生成されたデジタルコードのエラーを補償するための訂正因子を生成するように構成され得、訂正回路１６４５は、訂正因子に基づいてＡＤＣ１６１０によって生成されたデジタルコードを訂正するように構成され得る。

例えば、較正動作中、第１の制御信号ＣＴＲＬ１は、（例えば、ロジックハイに）アサートされ得、第２の制御信号ＣＴＲＬ２は、（例えば、ロジックハイに）アサートされ得る。第１の制御信号ＣＴＲＬ１のアサート状態によって、第１のスイッチＳＷ１は、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦをＡＤＣ１６１０への入力信号として提供し得、また、較正回路１６４０を有効化し得る。第２の制御信号ＣＴＲＬ２のアサート状態は、第２のスイッチＳＷ２を開き、電圧ストア１６３０を１つまたは複数のアナログチャネル８２１に連結し得、これにより、（貯蔵された電荷が、ローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}としてＡＤＣ１６１０によって使用され得るように）、電圧ストア１６３０が、温度非依存性基準電圧におよそ等しい値まで充電されることを可能にする。スイッチＳＷ１およびＳＷ２の導電状態は、例えば、Ｖ_＿ＲＥＦがＡＤＣ１６１０の入力端子に、および電圧ストア１６３０に連結されることによって引き起こされる、温度非依存性基準電圧の擾乱（降下など）を引き起こし得る。

電圧ストア１６３０が十分に充電され、ローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}を貯蔵すると、第２の制御信号ＣＴＲＬ２は、（例えば、ロジックローに）デアサートされ得る。第２の制御信号ＣＴＲＬ２のデアサート状態は、第２のスイッチＳＷ２を閉じ、電圧ストア１６３０が、１つまたは複数のアナログチャネル８２１から温度非依存性基準電圧にアクセスするのを防ぎ得る。第２の制御信号ＣＴＲＬ２のデアサートはまた、温度非依存性基準電圧Ｖ_＿ＲＥＦの擾乱（降下など）を引き起こし得る。いくつかの実装形態では、第１の制御信号ＣＴＲＬ１は、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦの擾乱が静まるまで、アサート状態のままであり得る。その後、第１の制御信号ＣＴＲＬ１は、（例えば、ロジックローに）デアサートされ得、ＡＤＣ１６１０は、基準コードを生成するために、温度非依存性基準電圧Ｖ_ＲＥＦをサンプリングし得る。較正回路１６４０は、ＡＤＣ１６１０によって生成された基準コードと、Ｖ_ＲＥＦの既知値を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成し得る。訂正因子は、訂正回路１６４５に提供され得る（および格納され得る）。

監視動作中、第１の制御信号ＣＴＲＬ１は、デアサート状態のままであり得、これにより、第１のスイッチＳＷ１が、センサ２０によって生成されたアナログ信号をＡＤＣ１６１０への入力信号として提供することを可能にする（および、また、較正回路１６４０を無効にし得る）。ＡＤＣ１６１０は、センサ２０によって提供されたアナログ信号をサンプリングし、サンプリングされたアナログ信号を示すデジタルコードを生成し得る。訂正回路１６４５は、較正動作中に生成された訂正因子を使用して、例えば、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することによって、デジタルコードを訂正し得る。このようにして、サテライトモニタ１６００は、比較的不正確なローカル基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}の誤りから生じるアナログ／デジタル変換エラーを補償し得る。

いくつかの実装形態では、較正動作は、（Ｖ_{ＲＥＦ＿ＬＯＣＡＬ}として）電圧ストア１６３０によって貯蔵された最小電圧レベルを維持するため、および、サテライトモニタ１６００が正しく較正されたままであることを保証するために、周期的に実施され得る（Ｎミリ秒毎など、ここで、Ｎは、ゼロより大きい任意の適切な数字である）。

例
例１：プログラマブルデバイスであって、複数のコンフィギュラブルロジックリソースと、基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含むルートモニタと、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散されたいくつかのセンサであって、センサのそれぞれが、様々なロケーションの対応する１つにおける関連付けられた回路の動作状況を測定するように構成される、いくつかのセンサと、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタであって、サテライトモニタのそれぞれが、対応するサテライトモニタの近傍にある１つまたは複数の関連付けられたセンサに連結される、サテライトモニタと、コンフィギュラブルロジックリソースに、ルートモニタに、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結された相互接続システムであって、基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布すること、およびデジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートすることであって、デジタルデータが、測定された動作状況を示す、選択的にルートすることを行うように構成される、相互接続システムとを備える、プログラマブルデバイス。

例２：動作状況が、温度または電圧レベルの少なくとも１つを含む、例１のプログラマブルデバイス。

例３：ルートモニタが、温度変化に対して基準電圧を補償するように構成されたバンドギャップ回路を備える、例１のプログラマブルデバイス。

例４：サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって測定された動作状況を示すアナログ信号を受け取るための入力、相互接続システムにデジタルデータを提供するための出力、およびローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含むアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を備える、例１のプログラマブルデバイス。

例５：ローカル基準電圧が、相互接続システムによって配布された基準電圧に少なくとも部分的に基づく、例４のプログラマブルデバイス。

例６：サテライトモニタのそれぞれが、ＡＤＣの出力に連結された入力を含み、相互接続システムに連結された出力を含み、ＡＤＣによって提供されたデジタルデータを格納するように構成されたメモリをさらに備える、例４のプログラマブルデバイス。

例７：サテライトモニタのそれぞれが、ルートモニタによって生成された制御信号に基づいて、相互接続システムによって配布された基準電圧を、サテライトモニタに選択的に連結するように構成されたスイッチをさらに備える、例４のプログラマブルデバイス。

例８：制御信号が、相互接続システムによって配布された基準電圧をサテライトモニタのただ１つに同時に連結するように構成される、例７のプログラマブルデバイス。

例９：複数のサテライトモニタの少なくともいくつかが、相互接続システム内に統合される、例１のプログラマブルデバイス。

例１０：相互接続システムが、基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルと、個別にアドレス指定可能なデータパケットとしてデジタルデータをサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネルとをさらに含む、例１のプログラマブルデバイス。

例１１：ルートモニタが、複数のサテライトモニタのそれぞれから受け取られたデジタルデータを格納するように構成されたメモリと、関連付けられた回路の少なくとも１つの測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラとをさらに備える、例１のプログラマブルデバイス。

例１２：プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するためのシステムであって、基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含むルートモニタと、プログラマブルデバイス全体に分散された複数のセンサであって、センサのそれぞれが、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成される、複数のセンサと、プログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタであって、サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数の対応するセンサによって生成されたアナログ信号をデジタルデータに変換するように構成される、複数のサテライトモニタと、少なくともルートモニタ、および複数のサテライトモニタのそれぞれに連結された相互接続システムであって、基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネル、およびデジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネルを備える、相互接続システムと、を備える、システム。

例１３：動作状況が、温度または電圧レベルの少なくとも１つを含む、例１２のシステム。

例１４：サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号をデジタルデータに変換するように構成されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を備える、例１２のシステム。

例１５：サテライトモニタのそれぞれが、ルートモニタによって生成された制御信号に基づいて、相互接続システムによって配布された基準電圧を、サテライトモニタに選択的に連結するように構成されたスイッチをさらに備える、例１４のシステム。

例１６：制御信号が、相互接続システムによって配布された基準電圧をサテライトモニタのただ１つに同時に連結するように構成される、例１５のシステム。

例１７：プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視する方法であって、プログラマブルデバイス内に提供されたルートモニタに関連付けられた電圧発生器を使用して基準電圧を発生させることと、プログラマブルデバイス内に統合された相互接続システムの１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、基準電圧を複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、いくつかのセンサのそれぞれを使用して、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成することと、いくつかのセンサによって生成されたアナログ信号を、複数のサテライトモニタのうちの対応するものに提供することと、複数のサテライトモニタを使用して、アナログ信号をデジタルデータに変換することと、相互接続システムの１つまたは複数のデジタルチャネルを使用して、デジタルデータを複数のサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートすることとを含む、方法。

例１８：動作状況が、温度または電圧レベルの少なくとも１つを含む、例１７の方法。

例１９：基準電圧を配布することが、ルートモニタによって生成された対応する制御信号に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれを相互接続システムに選択的に連結することをさらに含む、例１７の方法。

例２０：制御信号が、相互接続システムによって配布された基準電圧をサテライトモニタのただ１つに同時に連結するように構成される、例１９の方法。

例２１：プログラマブルデバイスであって、複数のコンフィギュラブルロジックリソースを含むプログラマブルロジックと、温度非依存性基準電圧を発生させるように構成されたバンドギャップ電圧発生器を含むルートモニタと、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサであって、センサのそれぞれが、様々なロケーションの対応する１つの近傍にある１つまたは複数の関連付けられた回路の測定された動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成される、複数のセンサと、様々なロケーションにおけるプログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタであって、サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数のローカル信号線を介して１つまたは複数の関連付けられたセンサに連結され、ローカル基準電圧を発生させるように構成された比較的小さいローカル電圧源、ローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含み、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を、測定された動作状況を示すデジタルコードに変換するように構成されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成するように構成された較正回路、および訂正因子に基づいてデジタルコードを訂正するように構成された訂正回路を備える、複数のサテライトモニタとを備える、プログラマブルデバイス。

例２２：ローカル電圧源が、１２個未満のトランジスタから成り、バンドギャップ電圧発生器より少なくとも１桁少ない回路面積を消費する、例２１のプログラマブルデバイス。

例２３：デジタルコードのエラーが、温度非依存性基準電圧からのローカル基準電圧の偏差に関連付けられる、例２１のプログラマブルデバイス。

例２４：訂正因子が、温度非依存性基準電圧をサンプリングすることに応答してＡＤＣによって生成された基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づく、例２１のプログラマブルデバイス。

例２５：プログラマブルロジックに広がり、デジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成された、ネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムをさらに備える、例２１のプログラマブルデバイス。

例２６：ルートモニタが、ＮｏＣ相互接続システムを介して複数のサテライトモニタから受け取られたデジタルデータを格納するように構成されたメモリと、デジタルデータによって具体化された測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラとをさらに備える、例２５のプログラマブルデバイス。

例２７：温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルをさらに備える、例２５のプログラマブルデバイス。

例２８：ＮｏＣ相互接続システムが、１つまたは複数のアナログチャネルを備える、例２７のプログラマブルデバイス。

例２９：サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数のアナログチャネルから温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された第１の入力端子と、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、サテライトモニタ内のＡＤＣの入力端子に連結された出力端子とを含むスイッチをさらに備える、例２７のプログラマブルデバイス。

例３０：較正動作中、スイッチが、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供し、監視動作中、スイッチが、センサからのアナログ信号をＡＤＣへの入力信号として提供する、例２９のプログラマブルデバイス。

例３１：較正動作中、ＡＤＣが、基準コードを生成するために温度非依存性基準電圧をサンプリングし、監視動作中、ＡＤＣが、デジタルコードを生成するために、１つまたは複数の関連付けられたセンサからのアナログ信号をサンプリングする、例３０のプログラマブルデバイス。

例３２：較正回路が、ＡＤＣによって生成された基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成するように構成される、例３１のプログラマブルデバイス。

例３３：ルートモニタが、複数のサテライトモニタを較正するためのタイミングスケジュールに少なくとも部分的に基づいて制御信号を生成するように構成される、例２９のプログラマブルデバイス。

例３４：タイミングスケジュールが、温度非依存性基準電圧をサテライトモニタのただ１つに一度に提供することによって、複数のサテライトモニタのそれぞれの較正を順次有効化するように構成される、例３３のプログラマブルデバイス。

例３５：プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数の回路の動作状況を監視する方法であって、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサの対応する１つを使用して、複数の回路のそれぞれの動作状況を示すアナログ信号を生成することと、アナログ信号のそれぞれを、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタの対応する１つに提供することと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、比較的小さいローカル電圧源を使用してローカル基準電圧を発生させることと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、ローカル基準電圧に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を使用して、複数のアナログ信号の対応する１つをデジタルコードに変換することと、温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、配布された温度非依存性基準電圧に少なくとも部分的に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれの中のＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正することと、訂正されたデジタルコードを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートすることとを含む、方法。

例３６：ローカル電圧源が、１２個未満のトランジスタから成り、バンドギャップ電圧発生器より少なくとも１桁少ない回路面積を消費する、例３５の方法。

例３７：訂正されたデジタルコードが、プログラマブルデバイスに広がるネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムを使用して、複数のサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートされ、温度非依存性基準電圧が、プログラマブルデバイスに広がる１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、ルートモニタから複数のサテライトモニタに配布される、例３５の方法。

例３８：温度非依存性基準電圧を配布することが、ルートモニタによって生成された対応する複数の制御信号に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれが温度非依存性基準電圧にアクセスすることを順次有効化することをさらに含む、例３５の方法。

例３９：訂正することが、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供することと、ＡＤＣを使用して、温度非依存性基準電圧を基準コードに変換することと、基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成することと、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することとを含む、例３５の方法。

例４０：訂正因子が、温度非依存性基準電圧からのローカル基準電圧の偏差に関連付けられたデジタルコードのエラーを補償するように構成される、例３９の方法。

例４１：プログラマブルデバイスであって、複数のコンフィギュラブルロジックリソースを含むプログラマブルロジックと、温度非依存性基準電圧を発生させるように構成されたバンドギャップ電圧発生器を含むルートモニタと、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサであって、センサのそれぞれが、様々なロケーションの対応する１つの近傍にある１つまたは複数の関連付けられた回路の測定された動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成される、複数のセンサと、様々なロケーションにおけるプログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタであって、サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数のローカル信号線を介して１つまたは複数の関連付けられたセンサに連結され、バンドギャップ電圧発生器によって発生された温度非依存性基準電圧に基づいてローカル基準電圧を貯蔵するように構成された電圧ストア、ローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含み、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を、測定された動作状況を示すデジタルコードに変換するように構成されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成するように構成された較正回路、訂正因子に基づいてデジタルコードを訂正するように構成された訂正回路を備える、複数のサテライトモニタとを備える、プログラマブルデバイス。

例４２：ローカル基準電圧が、バンドギャップ電圧発生器によって発生された温度非依存性基準電圧より少なくとも１桁少なく正確な、例４１のプログラマブルデバイス。

例４３：電圧ストアが、キャパシタを含む、例４１のプログラマブルデバイス。

例４４：デジタルコードのエラーが、温度非依存性基準電圧からのローカル基準電圧の偏差に関連付けられる、例４１のプログラマブルデバイス。

例４５：訂正因子が、温度非依存性基準電圧をサンプリングすることに応答してＡＤＣによって生成された基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づく、例４１のプログラマブルデバイス。

例４６：プログラマブルロジックに広がり、デジタルデータを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートするように構成された、ネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムをさらに備える、例４１のプログラマブルデバイス。

例４７：ルートモニタが、ＮｏＣ相互接続システムを介して複数のサテライトモニタから受け取られたデジタルデータを格納するように構成されたメモリと、デジタルデータによって具体化された測定された動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラとをさらに備える、例４６のプログラマブルデバイス。

例４８：温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルをさらに備える、例４６のプログラマブルデバイス。

例４９：ＮｏＣ相互接続システムが、１つまたは複数のアナログチャネルを備える、例４８のプログラマブルデバイス。

例５０：サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数のアナログチャネルから温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された第１の入力端子と、１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、サテライトモニタ内のＡＤＣの入力端子に連結された出力端子とを含む第１のスイッチをさらに備える、例４８のプログラマブルデバイス。

例５１：サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数のアナログチャネルから温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、電圧ストアに連結された出力端子とを含む第２のスイッチとをさらに備える、例５０のプログラマブルデバイス。

例５２：較正動作中、第１のスイッチが、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供し、第２のスイッチが、電圧ストアを充電し、その後、電圧ストアを温度非依存性基準電圧から絶縁し、ＡＤＣが、基準コードを生成するために温度非依存性基準電圧をサンプリングする、例５１のプログラマブルデバイス。

例５３：監視動作中：第１のスイッチが、センサからのアナログ信号をＡＤＣへの入力信号として提供し、第２のスイッチが、温度非依存性基準電圧を電圧ストアに周期的に提供し、ＡＤＣが、デジタルコードを生成するために、１つまたは複数の関連付けられたセンサからのアナログ信号をサンプリングする、例５２のプログラマブルデバイス。

例５４：ルートモニタが、複数のサテライトモニタを較正するためのタイミングスケジュールに少なくとも部分的に基づいて制御信号を生成するように構成される、例５１のプログラマブルデバイス。

例５５：タイミングスケジュールが、温度非依存性基準電圧をサテライトモニタのただ１つに一度に提供することによって、複数のサテライトモニタのそれぞれの較正を順次有効化するように構成される、例５４のプログラマブルデバイス。

例５６：プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数の回路の動作状況を監視する方法であって、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のセンサの対応する１つを使用して、複数の回路のそれぞれの動作状況を示すアナログ信号を生成することと、アナログ信号のそれぞれを、プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタの対応する１つに提供することと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、温度非依存性基準電圧に基づくローカル基準電圧を貯蔵することと、複数のサテライトモニタのそれぞれにおいて、ローカル基準電圧に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を使用して、複数のアナログ信号の対応する１つをデジタルコードに変換することと、温度非依存性基準電圧をルートモニタから複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、配布された温度非依存性基準電圧に少なくとも部分的に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれの中のＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正することと、訂正されたデジタルコードを複数のサテライトモニタのそれぞれからルートモニタに選択的にルートすることとを含む、方法。

例５７：訂正されたデジタルコードが、プログラマブルデバイスに広がるネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システムを使用して、複数のサテライトモニタからルートモニタに選択的にルートされ、温度非依存性基準電圧が、プログラマブルデバイスに広がる１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、ルートモニタから複数のサテライトモニタに配布される、例５６の方法。

例５８：格納することが、１つまたは複数のアナログチャネルによって配布された温度非依存性基準電圧を使用して、それぞれのサテライトモニタ内に提供されたキャパシタを選択的に充電することを含む、例５７の方法。

例５９：温度非依存性基準電圧を配布することが、ルートモニタによって生成された対応する複数の制御信号に基づいて、複数のサテライトモニタのそれぞれが温度非依存性基準電圧にアクセスすることを順次有効化することをさらに含む、例５６の方法。

例６０：訂正することが、温度非依存性基準電圧をＡＤＣへの入力信号として提供することと、ＡＤＣを使用して、温度非依存性基準電圧を基準コードに変換することと、基準コードと、温度非依存性基準電圧を示す所定のデジタルコードとの間の差に基づいて訂正因子を生成することと、訂正因子に基づいてデジタルコードを調節することとを含む、例５６の方法。

当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明の至る所で参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは粒子、光場もしくは粒子、またはその任意の組合せによって表され得る。

さらに、当業者は、本明細書で開示される態様に関して説明される様々な例証的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に示すために、様々な例証的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、これらの機能の観点から全体的に上記で説明されてきた。このような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途、および全般的なシステムに課される設計制約によって決まる。当業者は、それぞれの特定の用途のための様々なやり方で、説明された機能を実装し得るが、このような実装形態の決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきではない。

本明細書で開示される態様に関して説明された方法、シーケンス、またはアルゴリズムは、ハードウェアで、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、または２つの組合せで、直接具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭラッチ、フラッシュラッチ、ＲＯＭラッチ、ＥＰＲＯＭラッチ、ＥＥＰＲＯＭラッチ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、または、当技術分野で知られるストレージ媒体の任意の他の形式の中に常駐し得る。実例のストレージ媒体は、プロセッサがストレージ媒体から情報を読み込み、ストレージ媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに連結される。別の方式では、ストレージ媒体は、プロセッサに統合され得る。

前述の明細書では、実例の実装形態は、その特定の実例の実装形態を参照しながら説明された。それでも、添付の特許請求の範囲に示されるような、本開示のより広い範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が実例の実装形態に対して行われ得ることが明らかであろう。明細書および図面は、したがって、限定的な意味ではなく、例証的な意味で評価されるべきである。

Claims (18)

1. プログラマブルデバイスであって、
   複数のコンフィギュラブルロジックリソースと、
   基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含むルートモニタと、
   前記プログラマブルデバイス全体の様々なロケーションに分散されたいくつかのセンサであって、前記センサのそれぞれが、前記様々なロケーションの対応する１つにおける関連付けられた回路の動作状況を測定するように構成される、いくつかのセンサと、
   前記プログラマブルデバイス全体の前記様々なロケーションに分散された複数のサテライトモニタであって、前記サテライトモニタのそれぞれが、対応する前記サテライトモニタの近傍にある１つまたは複数の関連付けられたセンサに連結される、複数のサテライトモニタと、
   前記コンフィギュラブルロジックリソースに、前記ルートモニタに、および前記複数のサテライトモニタのそれぞれに連結された相互接続システムであって、
   前記基準電圧を前記ルートモニタから前記複数のサテライトモニタのそれぞれに配布すること、および
   デジタルデータを前記複数のサテライトモニタのそれぞれから前記ルートモニタに選択的にルートすることであって、前記デジタルデータが、測定された前記動作状況を示す、選択的にルートすること
   を行うように構成される、相互接続システムと
   を備える、プログラマブルデバイス。
2. 前記ルートモニタが、
   温度変化に対して前記基準電圧を補償するように構成されたバンドギャップ回路と、
   前記複数のサテライトモニタのそれぞれから受け取られた前記デジタルデータを格納するように構成されたメモリと、
   前記関連付けられた回路の少なくとも１つの測定された前記動作状況が１つの範囲内であるかどうかを決定するように構成されたコントローラと
   の少なくとも１つを備える、請求項１に記載のプログラマブルデバイス。
3. サテライトモニタのそれぞれが、
   前記１つまたは複数の関連付けられたセンサによって測定された動作状況を示すアナログ信号を受け取るための入力、前記相互接続システムに前記デジタルデータを提供するための出力、およびローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含むアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、
   前記ＡＤＣの前記出力に連結された入力を含み、前記相互接続システムに連結された出力を含み、前記ＡＤＣによって提供された前記デジタルデータを格納するように構成されたメモリと、
   前記ルートモニタによって生成された制御信号に基づいて、前記相互接続システムによって配布された前記基準電圧を、前記サテライトモニタに選択的に連結するように構成されたスイッチであって、前記制御信号が、前記相互接続システムによって配布された前記基準電圧を前記サテライトモニタのただ１つに同時に連結するように構成される、スイッチと
   の少なくとも１つを備える、請求項１に記載のプログラマブルデバイス。
4. 前記ローカル基準電圧が、前記相互接続システムによって配布された前記基準電圧に少なくとも部分的に基づく、請求項３に記載のプログラマブルデバイス。
5. 前記相互接続システムが、
   前記基準電圧を前記ルートモニタから前記複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネルと、
   個別にアドレス指定可能なデータパケットとして前記デジタルデータを前記サテライトモニタから前記ルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネルと
   をさらに備える、請求項１に記載のプログラマブルデバイス。
6. 前記サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数のローカル信号線を介して１つまたは複数の関連付けられたセンサに連結され、
   ローカル電圧源と、
   ローカル基準電圧を受け取るための基準端子を含み、前記１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成されたアナログ信号を、測定された前記動作状況を示すデジタルコードに変換するように構成されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、
   前記デジタルコードのエラーを示す訂正因子を生成するように構成された較正回路と、
   前記訂正因子に基づいて前記デジタルコードを訂正するように構成された訂正回路と
   を備える、
   請求項１に記載のプログラマブルデバイス。
7. 前記電圧源が、
   前記ローカル基準電圧を発生させること、または
   バンドギャップ電圧発生器によって発生された温度非依存性基準電圧に基づいて前記ローカル基準電圧を貯蔵すること
   を行うように構成される、請求項６に記載のプログラマブルデバイス。
8. プログラマブルロジックに広がり、デジタルデータを前記複数のサテライトモニタのそれぞれから前記ルートモニタに選択的にルートするように構成された、ネットワークオンチップ（ＮｏＣ）相互接続システム
   をさらに備える、請求項６に記載のプログラマブルデバイス。
9. 前記サテライトモニタのそれぞれが、
   前記１つまたは複数のアナログチャネルから温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された第１の入力端子と、前記１つまたは複数の関連付けられたセンサによって生成された前記アナログ信号を受け取るために連結された第２の入力端子と、制御信号を受け取るために連結された制御端子と、前記サテライトモニタ内の前記ＡＤＣの入力端子に連結された出力端子とを含む第１のスイッチ
   をさらに備える、請求項６に記載のプログラマブルデバイス。
10. 較正動作中、前記第１のスイッチが、前記温度非依存性基準電圧を前記ＡＤＣへの入力信号として提供し、
    監視動作中、前記第１のスイッチが、前記センサからの前記アナログ信号を前記ＡＤＣへの入力信号として提供する、
    請求項９に記載のプログラマブルデバイス。
11. 前記較正動作中、前記ＡＤＣが、基準コードを生成するために前記温度非依存性基準電圧をサンプリングし、
    前記監視動作中、前記ＡＤＣが、前記デジタルコードを生成するために、前記１つまたは複数の関連付けられたセンサからの前記アナログ信号をサンプリングする、
    請求項１０に記載のプログラマブルデバイス。
12. 前記サテライトモニタのそれぞれが、
    前記１つまたは複数のアナログチャネルから前記温度非依存性基準電圧を受け取るために連結された入力端子と、前記制御信号を受け取るために連結された制御端子と、電圧ストアに連結された出力端子とを含む第２のスイッチ
    をさらに備える、請求項９に記載のプログラマブルデバイス。
13. 較正動作中、
    前記第２のスイッチが、前記電圧ストアを充電し、その後、前記電圧ストアを前記温度非依存性基準電圧から絶縁し、
    前記ＡＤＣが、基準コードを生成するために前記温度非依存性基準電圧をサンプリングする、
    請求項１２に記載のプログラマブルデバイス。
14. プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視するためのシステムであって、
    基準電圧を発生させるように構成された回路機器を含むルートモニタと、
    前記プログラマブルデバイス全体に分散された複数のセンサであって、前記センサのそれぞれが、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成するように構成される、複数のセンサと、
    前記プログラマブルデバイス全体に分散された複数のサテライトモニタであって、前記サテライトモニタのそれぞれが、１つまたは複数の対応するセンサによって生成された前記アナログ信号をデジタルデータに変換するように構成される、複数のサテライトモニタと、
    少なくとも前記ルートモニタ、および前記複数のサテライトモニタのそれぞれに連結された相互接続システムであって、
    前記基準電圧を前記ルートモニタから前記複数のサテライトモニタのそれぞれに配布するように構成された１つまたは複数のアナログチャネル、および
    前記デジタルデータを前記複数のサテライトモニタのそれぞれから前記ルートモニタに選択的にルートするように構成された１つまたは複数のデジタルチャネル
    を備える、相互接続システムと
    を備える、システム。
15. 前記サテライトモニタのそれぞれが、
    前記複数のセンサによって生成された前記アナログ信号を前記デジタルデータに変換するように構成されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、
    前記ルートモニタによって生成された制御信号に基づいて、前記相互接続システムによって配布された前記基準電圧を、前記サテライトモニタに選択的に連結するように構成されたスイッチと
    の少なくとも１つを備え、
    前記制御信号が、前記相互接続システムによって配布された前記基準電圧を前記サテライトモニタのただ１つに同時に連結するように構成される、
    請求項１４に記載のシステム。
16. プログラマブルデバイスのいくつかの動作状況を監視する方法であって、
    前記プログラマブルデバイス内に提供されたルートモニタに関連付けられた電圧発生器を使用して基準電圧を発生させることと、
    前記プログラマブルデバイス内に統合された相互接続システムの１つまたは複数のアナログチャネルを使用して、前記基準電圧を複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、
    いくつかのセンサのそれぞれを使用して、関連付けられた回路の動作状況を示すアナログ信号を生成することと、
    前記いくつかのセンサによって生成された前記アナログ信号を、前記複数のサテライトモニタのうちの対応するものに提供することと、
    前記複数のサテライトモニタを使用して、前記アナログ信号をデジタルデータに変換することと、
    前記相互接続システムの１つまたは複数のデジタルチャネルを使用して、前記デジタルデータを前記複数のサテライトモニタから前記ルートモニタに選択的にルートすることと
    を含む、方法。
17. 前記基準電圧を配布することが、
    前記ルートモニタによって生成された対応する制御信号に基づいて、前記複数のサテライトモニタのそれぞれを前記相互接続システムに選択的に連結することであって、前記制御信号が、前記相互接続システムによって配布された前記基準電圧を前記サテライトモニタのただ１つに同時に連結するように構成される、前記複数のサテライトモニタのそれぞれを前記相互接続システムに選択的に連結すること
    をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 温度非依存性基準電圧をルートモニタから前記複数のサテライトモニタのそれぞれに配布することと、
    配布された前記温度非依存性基準電圧に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のサテライトモニタのそれぞれの中のＡＤＣによって生成されたデジタルコードを訂正することと
    をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
    

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