JP5365639B2 - 半導体プログラマブルデバイス及び半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法 - Google Patents
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Description
半導体プログラマブルデバイスには、ゲートレベルで回路を組み合わせて再構成するFPGA(Field Programmable Gate Array)から、より大きい回路単位である回路ブロック(例えば、プロセッサやメモリ)を組み合わせて再構成するものまで様々なものがある。
回路ブロックを組み合わせて再構成する半導体プログラマブルデバイスとしては、チップ上で2次元アレイ状に回路ブロックを配列し、メッシュ状の配線によって回路ブロック間を接続する技術が例えば、非特許文献1に開示されている。
図13は、2次元アレイ状に回路ブロックを配列してメッシュ状の配線によって回路ブロック間を接続した関連する半導体プログラマブルデバイスの一例を示すブロック図である。
図13に示す関連する半導体プログラマブルデバイスは、回路ブロック111が2次元アレイ状に配列されている。なお、回路ブロック111としては、プロセッサやメモリ、カスタムハードウエア回路等がある。
また、図13に示すように2次元アレイ状に配列された回路ブロック111のそれぞれは、スイッチファブリック113と接続されている。なお、スイッチファブリック113は、自身と直接接続された回路ブロック111との間で信号の入出力を行う。また、自身に隣接するスイッチファブリック113から出力された信号を転送する。
また、図13に示すように回路ブロック111から出力された信号を他の回路ブロック111や半導体プログラマブルデバイスの外部へ転送するために、スイッチファブリック113同士はメッシュ状の列配線115及び行配線117によって接続されている。
つまり、スイッチファブリック113は、図中上下方向で隣接する他のスイッチファブリック113と列配線115で接続され、図中左右方向で隣接する他のスイッチファブリック113と行配線117で接続されている。また、回路ブロック111とも接続されており、スイッチファブリック113には全部で5つの方向の入力及び出力がある。
図14は、図13に示した関連する半導体プログラマブルデバイスのスイッチファブリック113の構成を示すブロック図である。
図13に示したスイッチファブリック113は図14に示すように、5つのセレクタ113−1と、それぞれのセレクタ113−1に接続された選択論理回路113−2とを備えている。これは、上述したようにスイッチファブリック113には5つの方向に入力及び出力があるからである。
セレクタ113−1は、自身が出力する方向以外の4つの方向から入力された信号のうちいずれか1つを選択して出力する。どの方向からの信号を選択するかは、選択論理回路113−2で決定される。なお、選択論理回路113−2は例えば、データを転送する方向をアドレス化したものをデコードするためのデコード回路からなる。
「プロシーディングス オブ アイ・イー・イー・イー コンピュータ ソサイエティ アニュアル シンポジウム オン VLSI(Proceedings of the IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI)」、2002年、p.105−112
非特許文献1に開示されたような半導体プログラマブルデバイスは、回路の構成の変更ができない通常の半導体集積回路装置と比べ、図13に示したように回路ブロック間を接続するための配線と、その接続を切り替えるためのスイッチファブリックとを有している点が異なる。非特許文献1に開示されたような半導体プログラマブルデバイスでは、これらの配線とスイッチファブリックとがチップ上で大きな面積を占めている。
その結果、回路ブロックが占める面積によっては、必要十分な数の配線やスイッチファブリックをチップ上に収めることができなくなるという問題点がある。
実際に、半導体プログラマブルデバイスの1つであるFPGAでは、チップの面積の半分が配線とスイッチファブリックとで占められている。同様に、2次元アレイ状にプロセッサが配列された半導体プログラマブルデバイスでも、チップ面積の1/4程度が配線とスイッチファブリックとで占められている。
また、限られたチップの面積で必要十分な配線数を確保するために配線層を追加することも考えられるが、追加された配線層を製造するためのマスクコストが増加するという問題点がある。
本発明の目的は、上述した課題である、低コストで高性能の半導体プログラマブルデバイスを得るのが困難であるという問題を解決する半導体プログラマブルデバイス及び信号転送方法を提供することにある。
本発明の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法は、チップ上に配置された複数の行配線と複数の列配線と、前記行配線と前記列配線との交点に設けられ、入力されたデータ信号を転送する複数のスイッチファブリックと、前記複数のスイッチファブリックのそれぞれと直接接続され、前記複数のスイッチファブリックを介して前記データ信号の入出力を行う複数の回路ブロックとを有する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法であって、前記行配線または前記列配線のいずれか一方は、前記データ信号を構成する上位ビットと下位ビットのうちのいずれか一方のみを転送し、前記列配線と前記行配線のうちの他方は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送する。
図1Bは本発明の第2の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスを備えた半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。
図2は本発明の第2の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスのメモリマクロの構成を示すブロック図である。
図3は本発明の第2の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスのメモリ入出力部の構成を示すブロック図である。
図4は本発明の第2の実施形態に係る上位ビット用スイッチファブリックの構成を示すブロック図である。
図5は本発明の第2の実施形態に係る上位ビット用スイッチファブリックにおける上位ビット用スイッチ部の構成を示すブロック図である。
図6は本発明の第2の実施形態に係る上位ビット用スイッチファブリックにおける下位ビット用スイッチ部の構成を示すブロック図である。
図7は本発明の第2の実施形態に係る下位ビット用スイッチファブリックの構成を示すブロック図である。
図8は本発明の第2の実施形態に係る下位ビット用スイッチファブリックにおける下位ビット用スイッチ部の構成を示すブロック図である。
図9は本発明の第2の実施形態に係る下位ビット用スイッチファブリックにおける上位ビット用スイッチ部の構成を示すブロック図である。
図10は本発明の第2の実施形態に係る別のスイッチファブリックの構成を示すブロック図である。
図11は本発明の半導体プログラマブルデバイスを備えた第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。
図12は本発明の半導体プログラマブルデバイスを備えた第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。
図13は関連する半導体プログラマブルデバイスの一例を示すブロック図である。
図14は関連する半導体プログラマブルデバイスのスイッチファブリックの構成を示すブロック図である。
11、51 メモリマクロ
11a 制御部
11b アドレスデコーダ
11c ワード線ドライバ
11d センスアンプ
11e ライトバッファ
11f リードバッファ
11g メモリセルアレイ
12、52、82、112 メモリ入出力部
13、53、83 上位ビット用スイッチファブリック
13a、14a 上位ビット用スイッチ部
13b、14b 下位ビット用スイッチ部
13a−1、13b−1、14a−1、14b−1、33c、113−1 セレクタ
13a−2、13b−2、14a−2、14b−2、113−2 選択論理回路
14、54、84 下位ビット用スイッチファブリック
15、55、85 上位ビット用列配線
16、56、86 下位ビット用列配線
17、57、87、117 行配線
20、60、90 ロジックデバイス
21、61、91 ロジックマクロ
33、113 スイッチファブリック
33a 列配線無し用スイッチ部
33b 列配線有り用スイッチ部
62 ロジック入出力部
81 プロセッサ
111 回路ブロック
115 列配線
[第1の実施形態]
図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスの構成を示すブロック図である。半導体プログラマブルデバイス10は、チップ上に配置された複数の行配線と複数の列配線と、行配線と列配線との交点に設けられ、入力されたデータ信号を転送する複数のスイッチファブリックを有する。各スイッチファブリックにはそれぞれ回路ブロックが直接接続されており、各回路ブロックはスイッチファブリックを介してデータ信号の入出力を行う。
ここで、行配線または列配線のいずれか一方は、データ信号を構成する上位ビットと下位ビットのうちのいずれか一方のみを転送するように構成されている。また、列配線と行配線のうちの他方は、上位ビットと下位ビットの両者を転送するように構成されている。
本実施形態では、回路ブロックとしてメモリマクロ11を用いた。また本実施形態では、図1Aに示すように、列配線が上位ビットのみを転送する上位ビット用列配線15と、下位ビットのみを転送する下位ビット用列配線16とから構成され、行配線17は上位ビットと下位ビットの両者を転送するように構成した。このとき、上位ビット用列配線15上には上位ビット用スイッチファブリック13が、下位ビット用列配線16上には下位ビット用スイッチファブリック14が配置される。
本実施形態による半導体プログラマブルデバイス10においては、メモリマクロ11から読み出されたデータ信号は、上位ビット用スイッチファブリック13および下位ビット用スイッチファブリック14で上位ビットと下位ビットに分割される。そして、上位ビットは上位ビット用列配線15と行配線17により、下位ビットは下位ビット用列配線16と行配線17によりそれぞれ転送される。
したがって、本実施形態によれば、列配線のビット数を半減することができ、また、上位ビット用スイッチファブリック13および下位ビット用スイッチファブリック14の構成を簡略化できる。その結果、スイッチファブリックと列配線によって生じる面積オーバーヘッドを削減でき、低コストで高性能な半導体プログラマブルデバイスを得ることができる。
[第2の実施形態]
図1Bは、本発明の第1の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスを備えた半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図1Bに示す半導体集積回路装置は、半導体プログラマブルデバイス10と、ロジックデバイス20とを備えている。
半導体プログラマブルデバイス10は、回路ブロックであるメモリマクロ11と、メモリ入出力部12と、上位ビット用スイッチファブリック13と、下位ビット用スイッチファブリック14とを備えている。
図1Bに示す半導体プログラマブルデバイス10には、16個のメモリマクロ11が4×4の2次元アレイ状に配列されている。また、メモリマクロ11のそれぞれは、上位ビット用スイッチファブリック13または下位ビット用スイッチファブリック14と直接接続されている。
また、図1Bに示す半導体プログラマブルデバイス10には、行方向と列方向とに複数の配線が敷設されている。具体的には、図中上下方向に上位ビット用列配線15と下位ビット用列配線16とが交互に敷設されており、図中左右方向に行配線17が敷設されている。
上位ビット用列配線15は、本実施形態の半導体集積回路装置内を転送される信号の上位のビットを転送するための配線であり、下位ビット用列配線16は、本実施形態の半導体集積回路装置内を転送される信号の下位のビットを転送するための配線である。
メモリマクロ11は例えば、1kワードのSRAM(Static Random Access Memory)マクロからなり、ロジックデバイス20から出力された書き込みデータ信号をメモリセルに書き込んだり、ロジックデバイス20への読み出しデータ信号を出力したりする。
図2は、図1Bに示した半導体プログラマブルデバイス10のメモリマクロ11の構成を示すブロック図である。
図1Bに示したメモリマクロ11は図2に示すように、制御部11aと、メモリセルアレイ11gと、アドレスデコーダ11bと、ワード線ドライバ11cと、センスアンプ11dと、ライトバッファ11eと、リードバッファ11fとを備えている。ここで、アドレスデコーダ11bはメモリセルアレイ11g内のメモリセルの書き込み及び読み込み動作において該当するメモリセルへのアクセスを制御する。ワード線ドライバ11cは、メモリセルアレイ11g内のメモリセルのそれぞれと接続されているワード線を制御し、センスアンプ11dは信号の増幅を行う。なお、制御部11aの動作については後述する。
図1Bに示したメモリ入出力部12は、メモリマクロ11とロジックデバイス20との間の信号の入出力を仲介する。図3は、図1Bに示した半導体プログラマブルデバイス10のメモリ入出力部12の構成を示すブロック図である。
図3に示すようにメモリ入出力部12には、メモリマクロ11から上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14を経由してきた16ビットの読み出しデータ信号が入力され、ロジックデバイス20へ出力される。また、ロジックデバイス20からの16ビットの書き込みデータ信号、14ビットのアドレス信号及び2ビットのコマンド信号が入力され、スイッチファブリック13、14へ出力される。
ここで、ロジックデバイス20と半導体プログラマブルデバイス10との間の信号の入出力の一例として、ロジックデバイス20から半導体プログラマブルデバイス10へデータ信号の読み出しを指示する場合について図1Bから図3を参照しながら説明する。
データの読み出しを指示するロジックデバイス20は、図3に示すようにメモリ入出力部12へコマンド信号及びアドレス信号を出力する。このコマンド信号及びアドレス信号は、メモリ入出力部12を介して半導体プログラマブルデバイス10(図1B参照)内の全てのメモリマクロ11へ入力される。なお、ここではコマンド信号は、データの読み出し指示を示している。
コマンド信号及びアドレス信号が入力されたメモリマクロ11の制御部11a(図2参照)は、予め記憶している自身のアドレスと、アドレス信号が示すデータの読み出しの対象となるメモリマクロ11のアドレスとを比較する。なお、ここでは、アドレス信号は、メモリマクロ11を指定するための4ビットのメモリマクロアドレスと、メモリマクロ11内のワードアドレスを指定するための10ビットのワードアドレスとの合計14ビットで構成されている。
アドレス信号のメモリマクロアドレスと、制御部11aが予め記憶している自身のアドレスとが一致した場合、制御部11aは、メモリセルアレイ11gの中のワードアドレスが示すメモリセルからデータを読み出す。これは、ここではコマンド信号がデータの読み出し指示を示しているからである。そして、制御部11aは、読み出したデータを読み出しデータ信号としてリードバッファ11fから出力する。
メモリマクロ11から出力された読み出しデータ信号は、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14によって転送され、メモリ入出力部12を介してロジックデバイス20に出力される。なお、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14による信号の転送方法については後述する。
以上がロジックデバイス20と半導体プログラマブルデバイス10との間の信号の入出力の一例である。なお、以降、メモリマクロ11へ入力される書き込みデータ信号と、メモリマクロ11から出力される読み込みデータ信号とを総称して「メモリマクロ11の入出力データ信号」という。
上位ビット用スイッチファブリック13は、上位ビット用列配線15と行配線17との交点に設けられている。この上位ビット用スイッチファブリック13は、隣接する上位ビット用スイッチファブリック13、隣接する下位ビット用スイッチファブリック14及び直接接続されたメモリマクロ11から入力された複数の信号の転送方向を制御する。
下位ビット用スイッチファブリック14は、下位ビット用列配線16と行配線17との交点に設けられている。この下位ビット用スイッチファブリック14は、隣接する上位ビット用スイッチファブリック13、隣接する下位ビット用スイッチファブリック14及び直接接続されたメモリマクロ11から入力された複数の信号の転送方向を制御する。
図4は、図1Bに示した上位ビット用スイッチファブリック13の構成を示すブロック図である。図4に示すように上位ビット用スイッチファブリック13は、第1の上位ビット用スイッチ部である上位ビット用スイッチ部13aと、第1の下位ビット用スイッチ部である下位ビット用スイッチ部13bとを備えている。
上位ビット用スイッチファブリック13では、メモリマクロ11の入出力データ信号が入力されると、入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位のビットが上位ビット用スイッチ部13aへ入力され、下位のビットが下位ビット用スイッチ部13bへ入力される。
例えば、上位ビット用スイッチファブリック13では、図4に示すようにメモリマクロ11からの16ビットの読み出しデータ信号が入力されると、入力された読み出しデータ信号の上位の8ビットが上位ビット用スイッチ部13aに入力される。一方、入力された読み出しデータ信号の下位の8ビットは下位ビット用スイッチ部13bに入力される。また、図4に示すように、上位ビット用スイッチ部13aから出力された8ビットの信号と、下位ビット用スイッチ部13bから出力された8ビットの信号とが合流し、書き込みデータ信号としてメモリマクロ11へ入力される。
上位ビット用スイッチ部13aは、上位ビット用スイッチファブリック13へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号の上位ビットの出力先を選択論理回路によって制御する。
下位ビット用スイッチ部13bは、上位ビット用スイッチファブリック13へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号の下位ビットの出力先を選択論理回路によって制御する。なお、上位ビットまたは下位ビットの出力先を制御する選択論理回路については後述する。
図5は、図4に示した上位ビット用スイッチファブリック13における上位ビット用スイッチ部13aの構成を示すブロック図である。上位ビット用スイッチ部13aには、上述したように上位ビット用スイッチファブリック13へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位ビットが入力される。
図4に示した上位ビット用スイッチ部13aは図5に示すように、セレクタ13a−1と、セレクタ13a−1と接続された選択論理回路13a−2とを備えている。なお、セレクタ13a−1は、信号の入出力方向毎に設けられており、それぞれのセレクタ13a−1に選択論理回路13a−2が接続されている。
図5に示すように上位ビット用スイッチ部13aでは、全部で5つの方向の入力及び出力がある。これは、図4に示したように上位ビット用スイッチ部13aは、メモリマクロ11との接続以外に、図中上下方向では、隣接する上位ビット用スイッチファブリック13と上位ビット用列配線15で接続されており、図中左右方向では、隣接する下位ビット用スイッチファブリック14と行配線17で接続されているためである。そのため、上位ビット用スイッチ部13aは、信号の入出力方向の数と同じ5つのセレクタ13a−1及び選択論理回路13a−2を備えている。
セレクタ13a−1は、自身が信号を出力する方向以外の4つの方向から入力された信号のうち、選択論理回路13a−2によって選択された1つの信号を出力する。
選択論理回路13a−2は、4つの方向からセレクタ13a−1へ入力された信号のうち出力する1つの信号を一定のロジックによって決定する。
ここで、任意のメモリマクロ11から出力された読み出しデータ信号の上位ビットが4つの方向から上位ビット用スイッチ部13aへ入力された場合、出力する1つの読み出しデータ信号を選択論理回路13a−2が決定するロジックの一例を説明する。
選択論理回路13a−2は、自身が属している上位ビット用スイッチファブリック13のチップ上での番地を記憶している。ここでは、上位ビット用スイッチファブリック13の図1B中の左右方向の番地をSXと表し、図1B中の上下方向の番地をSYと表すこととする。
また、選択論理回路13a−2は、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11のチップ上での番地も認識している。これは、上位ビット用スイッチファブリック13には、読み出しデータ信号の出力を指示する際にロジックデバイス20から出力されたアドレス信号が入力されており、そのアドレス信号にはデータの読み出しを行わせるメモリマクロ11のチップ上での番地を示すマクロアドレスが含まれているからである。
ここでは、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の図1B中の左右方向の番地をMXと表し、図1B中の上下方向の番地をMYと表すこととする。なお、自身が属している上位ビット用スイッチファブリック13が読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11と直接接続されている場合、MX=SXかつMY=SYとなる。ここで、Mはメモリマクロを、Sは上位ビット用スイッチファブリックを表し、また、Xは図1B中の左右方向を、Yは図1B中の上下方向をそれぞれ表す添え字である。また、図1B中の番地であるMX、SX、MY、SYはそれぞれ整数である。
選択論理回路13a−2は、自身が属している上位ビット用スイッチファブリック13の番地を表すSX、SYと、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の番地を表すMX、MYとを比較することにより、4つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち出力する1つの読み出しデータ信号を決定する。
実際には、4つの方向から読み出しデータ信号が入力されると、選択論理回路13a−2は以下の(1)〜(8)に示すような選択を行うようにロジックを構築する。
(1)SX<MX−1ならば、図中右側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(2)SX>MXならば、図中左側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(3)SX=MXかつSY<MYならば、図中上側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(4)SX=MXかつSY>MYならば、図中下側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(5)SX=MXかつSY=MYならば、メモリマクロ11からの入力を選択
(6)SX=MX−1かつSY<MYならば、図中上側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(7)SX=MX−1かつSY>MYならば、図中下側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(8)SX=MX−1かつSY=MYならば、図中右側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
以上が、4つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち、出力する1つの読み出しデータ信号を選択するロジックの一例である。これに限らず、マトリックス内の上下方向のデータ転送を行う列配線が所定間隔おきに配置されたマトリックス内において、データ信号をマトリックス内で転送するロジックであれば、本実施形態において用いることができる。
図6は、図4に示した上位ビット用スイッチファブリック13における下位ビット用スイッチ部13bの構成を示すブロック図である。下位ビット用スイッチ部13bでは、上述したように上位ビット用スイッチファブリック13へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号のうち下位ビットが入力される。
図4に示した下位ビット用スイッチ部13bは図6に示すように、セレクタ13b−1と、セレクタ13b−1と接続された選択論理回路13b−2とを備えている。なお、セレクタ13b−1は、信号の入出力方向毎に設けられており、それぞれのセレクタ13b−1に選択論理回路13b−2が接続されている。
図6に示すように下位ビット用スイッチ部13bでは、全部で3つの方向の入力及び出力がある。これは、図4に示したように下位ビット用スイッチ部13bは、メモリマクロ11との接続以外に、図中左右の方向で隣接する下位ビット用スイッチファブリック14と行配線17で接続されているためである。そのため、下位ビット用スイッチ部13bは、信号の入出力方向の数と同じ3つのセレクタ13b−1及び選択論理回路13b−2を備えている。
セレクタ13b−1は、自身が信号を出力する方向以外の2つの方向から入力された信号のうち、選択論理回路13b−2によって選択された1つの信号を出力する。
選択論理回路13b−2は、2つの方向からセレクタ13b−1へ入力された信号のうち出力する1つの信号を一定のロジックによって決定する。
ここで、任意のメモリマクロ11から出力された読み出しデータ信号の下位ビットが2つの方向から下位ビット用スイッチ部13bに入力された場合、出力する1つの読み出しデータ信号を選択論理回路13b−2が決定するロジックの一例を説明する。
なお、上位ビット用スイッチ部13aの選択論理回路13a−1が出力する1つの信号を決定する場合について説明したのと同様に、選択論理回路13b−2が属している上位ビット用スイッチファブリック13の図1B中の左右方向の番地をSXと表し、図1B中の上下方向の番地をSYと表すこととする。また、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の図1B中の左右方向の番地をMXと表し、図1B中の上下方向の番地をMYと表すこととする。
選択論理回路13b−2は、自身が属している上位ビット用スイッチファブリック13の番地を表すSX、SYと、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の番地を表すMX、MYとを比較することにより、2つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち出力する1つの読み出しデータ信号を選択する。
具体的には、2つの方向から読み出しデータ信号が入力されると、以下の(1)〜(6)に示すような選択を行うように選択論理回路13b−2内にロジックを構築する。
(1)SX<MX−1ならば、図中右側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(2)SX>MXならば、図中左側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(3)SX=MXかつSY<MYならば、図中左側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(4)SX=MXかつSY>MYならば、図中左側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(5)SX=MYかつSY=MYならば、メモリマクロ11からの入力を選択
(6)SX=MX−1ならば、図中右側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
以上が、2つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち、出力する1つの読み出しデータ信号を選択するロジックの一例である。
上述したように、上位ビット用スイッチファブリック13は、図1Bにおいて図中左右方向には、メモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位ビット用と下位ビット用との両方の転送を行うが、図中上下方向には、メモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位ビットだけの転送を行う。
図7は、図1Bに示した下位ビット用スイッチファブリック14の構成を示すブロック図である。図7に示すように下位ビット用スイッチファブリック14は、第2の上位ビット用スイッチ部である上位ビット用スイッチ部14aと、第2の下位ビット用スイッチ部である下位ビット用スイッチ部14bとを備えている。
下位ビット用スイッチファブリック14では、メモリマクロ11の入出力データ信号が入力されると、入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位のビットが上位ビット用スイッチ部14aへ入力され、下位のビットが下位ビット用スイッチ部14bへ入力される。
例えば、下位ビット用スイッチファブリック14では、図7に示すようにメモリマクロ11からの16ビットの読み出しデータ信号が入力されると、入力された読み出しデータ信号の上位の8ビットが上位ビット用スイッチ部14aに入力され、下位の8ビットが下位ビット用スイッチ部14bに入力される。また、図7に示すように、上位ビット用スイッチ部14aから出力された8ビットの信号と、下位ビット用スイッチ部14bから出力された8ビットの信号とが合流し、書き込みデータ信号としてメモリマクロ11へ出力される。
上位ビット用スイッチ部14aは、下位ビット用スイッチファブリック14へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号の上位ビットの出力先を選択論理回路によって制御する。
下位ビット用スイッチ部14bは、下位ビット用スイッチファブリック14へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号の下位ビットの出力先を選択論理回路によって制御する。なお、上位ビットまたは下位ビットの出力先を制御する選択論理回路については後述する。
図8は、図7に示した下位ビット用スイッチファブリック14における下位ビット用スイッチ部14bの構成を示すブロック図である。下位ビット用スイッチ部14bには、上述したように下位ビット用スイッチファブリック14へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号のうち下位ビットが入力される。
図7に示した下位ビット用スイッチ部14bは図8に示すように、セレクタ14b−1と、セレクタ14b−1と接続された選択論理回路14b−2とを備えている。なお、セレクタ14b−1は、信号の入出力方向毎に設けられており、それぞれのセレクタ14b−1に選択論理回路14b−2が接続されている。
図8に示すように下位ビット用スイッチ部14bでは、全部で5つの方向の入力及び出力がある。図7に示すように、下位ビット用スイッチ部14bは、メモリマクロ11との接続以外に、図中上下方向では、隣接する下位ビット用スイッチファブリック14と下位ビット用列配線16で接続されている。さらに下位ビット用スイッチ部14bは、図中左右方向では、隣接する上位ビット用スイッチファブリック13と行配線17で接続されている。そのため、下位ビット用スイッチ部14bは、信号の入出力方向の数と同じ5つのセレクタ14b−1及び選択論理回路14b−2を備えている。
セレクタ14b−1は、自身が信号を出力する方向以外の4つの方向から入力された信号のうち、選択論理回路14b−2によって選択された1つの信号を出力する。
選択論理回路14b−2は、4つの方向からセレクタ14b−1へ入力された信号のうち出力する1つの信号を一定のロジックによって決定する。
ここで、任意のメモリマクロ11から出力された読み出しデータ信号の下位ビットが4つの方向から下位ビット用スイッチ部14bへ入力された場合、出力する1つの読み出しデータ信号を選択論理回路14b−2が決定するロジックの一例を説明する。
選択論理回路14b−2は、自身が属している下位ビット用スイッチファブリック14のチップ上での番地を記憶している。ここでは、下位ビット用スイッチファブリック14の図1B中の左右方向の番地をSXと表し、図中上下方向の番地をSYと表すこととする。
また、選択論理回路14b−2は、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11のチップ上での番地も認識している。これは、下位ビット用スイッチファブリック14には、読み出しデータ信号の出力を指示する際にロジックデバイス20から出力されたアドレス信号が入力されており、そのアドレス信号にはデータの読み出しを行わせるメモリマクロ11のチップ上での番地を示すマクロアドレスが含まれているからである。
ここでは、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の図1B中の左右方向の番地をMXと表し、図1B中の上下方向の番地をMYと表すこととする。なお、自身が属している下位ビット用スイッチファブリック14が読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11と直接接続されている場合、MX=SXかつMY=SYとなる。ここで、Xは図1B中の左右方向を、Yは図1B中の上下方向をそれぞれ表す添え字である。また、図1B中の番地であるMX、SX、MY、SYはそれぞれ整数である。
選択論理回路14b−2は、自身が属している下位ビット用スイッチファブリック14の番地を表すSX、SYと、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の番地を表すMX、MYとを比較する。その比較結果により、4つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち出力する1つの読み出しデータ信号を選択する。
実際には、4つの方向から読み出しデータ信号が入力されると、以下の(1)〜(8)に示すような選択を行うように選択論理回路14b−2内にロジックを構築する。
(1)SX<MX−1ならば、図中右側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(2)SX>MXならば、図中左側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(3)SX=MXかつSY<MYならば、図中上側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(4)SX=MXかつSY>MYならば、図中下側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(5)SX=MXかつSY=MYならば、メモリマクロ11からの入力を選択
(6)SX=MX−1かつSY<MYならば、図中上側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(7)SX=MX−1かつSY>MYならば、図中下側の下位ビット用スイッチファブリック14からの入力を選択
(8)SX=MX−1かつSY=MYならば、図中右側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
以上が、4つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち、出力する1つの読み出しデータ信号を選択するロジックの一例である。
図9は、図7に示した下位ビット用スイッチファブリック14における上位ビット用スイッチ部14aの構成を示すブロック図である。上位ビット用スイッチ部14aでは、上述したように下位ビット用スイッチファブリック14へ入力されたメモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位ビットが入力される。
図7に示した上位ビット用スイッチ部14aは図9に示すように、セレクタ14a−1と、セレクタ14a−1と接続された選択論理回路14a−2とを備えている。なお、セレクタ14a−1は、信号の入出力方向毎に設けられており、それぞれのセレクタ14a−1に選択論理回路14a−2が接続されている。
図9に示すように上位ビット用スイッチ部14aでは、全部で3つの方向の入力及び出力がある。これは、図7に示したように上位ビット用スイッチ部14aは、メモリマクロ11との接続以外に、図中左右の方向で隣接する上位ビット用スイッチファブリック13と行配線17で接続されているためである。そのため、上位ビット用スイッチ部14aは、信号の入出力方向の数と同じ3つのセレクタ14a−1及び選択論理回路14a−2を備えている。
セレクタ14a−1は、自身が信号を出力する方向以外の2つの方向から入力された信号のうち、選択論理回路14a−2によって選択された1つの信号を出力する。
選択論理回路14a−2は、2つの方向からセレクタ14a−1へ入力された信号のうち出力する1つの信号を一定のロジックによって決定する。
ここで、任意のメモリマクロ11から出力された読み出しデータ信号の上位ビットが2つの方向から上位ビット用スイッチ部14aに入力された場合、出力する1つの読み出しデータ信号を選択論理回路14a−2が決定するロジックの一例を説明する。説明に際して、下位ビット用スイッチ部14bの選択論理回路14b−1が出力する1つの信号を決定する場合について説明したのと同様の表記を用いる。すなわち、選択論理回路14a−2が属している下位ビット用スイッチファブリック14の図1B中の左右方向の番地をSXと表し、図18中の上下方向の番地をSYと表すこととする。
また、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の図1B中の左右方向の番地をMXと表し、図1B中の上下方向の番地をMYと表すこととする。
選択論理回路14a−2は、自身が属している下位ビット用スイッチファブリック14の番地を表すSX、SYと、読み出しデータ信号を出力するメモリマクロ11の番地を表すMX、MYとを比較する。この比較結果より、2つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち出力する1つの読み出しデータ信号を選択する。
具体的には、2つの方向から読み出しデータ信号が入力されると、以下の(1)〜(6)に示すような選択を行うように選択論理回路14a−2内にロジックを構築する。
(1)SX<MX−1ならば、図中右側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(2)SX>MXならば、図中左側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(3)SX=MXかつSY<MYならば、図中左側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(4)SX=MXかつSY>MYならば、図中左側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
(5)SX=MYかつSY=MYならば、メモリマクロ11からの入力を選択
(6)SX=MX−1ならば、図中右側の上位ビット用スイッチファブリック13からの入力を選択
以上が、2つの方向から入力された読み出しデータ信号のうち、出力する1つの読み出しデータ信号を選択するロジックの一例である。
上述したように、下位ビット用スイッチファブリック14は、図1Bにおいて左右方向には、メモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位ビット用と下位ビット用との両方の転送を行う。一方、図1B中の上下方向には下位ビット用スイッチファブリック14は、メモリマクロ11の入出力データ信号のうち下位ビットだけの転送を行う。
なお、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14において、アドレス信号の転送方向を制御する回路と、コマンド信号の出力方向を制御する回路も上述のスイッチ部と同様の動作をする。すなわち、アドレス信号の転送方向を制御する回路と、コマンド信号の出力方向を制御する回路は、図1Bの上下方向では信号の上位ビットまたは下位ビットのみ転送する。ここで、アドレス信号とコマンド信号とは、ロジックデバイス20から半導体プログラマブルデバイス10のメモリマクロ11へ出力されればよく、メモリマクロ11からの出力は必要ない。従って、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14において、アドレス信号の転送方向を制御する回路と、コマンド信号の転送方向を制御する回路は、メモリマクロ11への信号の出力だけを行えればよい。
また、上述した本実施形態では、メモリマクロ11を1kワード16ビットのSRAMメモリマクロとしたが、メモリマクロ11は任意のワード、ビット構成のものでも良い。
また、上述した本実施形態では、メモリマクロ11内のメモリをSRAMとしたが、これをDRAM(Dynamic Random Access Memory)としても良い。DRAMは回路の面積が小さいために、より大容量のメモリを搭載できる。また、フラッシュメモリやMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)やReRAM(Resistance Random Access Memory)といった不揮発メモリとしても良い。不揮発メモリを使うことで、一時的に使われないメモリ領域の電源を止めて、省電力モードとすることが可能である。
また、上述した本実施形態では、メモリマクロ11を4×4の2次元アレイとした場合について説明したが、この2次元アレイのサイズは、4×4の2次元アレイに限定されない。
また、上述した本実施の形態では、図1Bにおいて図中の上下方向の列配線を上位ビット用列配線15または下位ビット用列配線16としたが、これを図中の左右方向の行配線17を上位ビット用の配線と下位ビット用の配線とに分けても同様の効果が得られる。
この場合、行配線17が上位ビット用行配線、または下位ビット用行配線のいずれかとなる。そして、上位ビット用行配線上のスイッチファブリックは、第3の上位ビット用スイッチ部と、第3の下位ビット用スイッチ部とを備える。
第3の上位ビット用スイッチ部は、列配線上で隣接するスイッチファブリック、上位ビット用行配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ上位ビットを転送する。
第3の下位ビット用スイッチ部は、列配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ下位ビットを転送する。
また、下位ビット用行配線上のスイッチファブリックは、第4の上位ビット用スイッチ部と、第4の下位ビット用スイッチ部とを備える。
第4の下位ビット用スイッチ部は、列配線上で隣接するスイッチファブリック、下位ビット用行配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ下位ビットを転送する。
第4の上位ビット用スイッチ部は、列配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ上位ビットを転送する。
また、上述した本実施形態では、入出力データ信号を上位ビットと下位ビットとの半分に分割するものとして説明したが、信号の分割の比率は半分ずつに限定されるものではなく、他の比率で分割しても良い。
また、上述した本実施形態では、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14のようにスイッチファブリックを上位ビット用または下位ビット用に固定した場合について説明したが、スイッチファブリックを上位ビット用または下位ビット用に固定しないことも可能である。
図10は、本実施形態の別のスイッチファブリックの一例である、上位ビット用または下位ビット用に固定されないスイッチファブリックの構成を示すブロック図である。
図10に示すスイッチファブリック33は、行配線からの信号のみ入力される列配線無し用スイッチ部33aと、行配線及び列配線からの信号が入力される列配線有り用スイッチ部33bと、セレクタ33cとを備えている。
図10に示すスイッチファブリック33は、セレクタ33cを備えることにより、スイッチファブリック33内において上位ビット用の配線と下位ビット用の配線とを入れ替えることができる。そのため、上位ビットと下位ビットとを切り替えながら図中の上下方向に転送することが可能となる。つまり、スイッチファブリック33は、上位ビット用のスイッチファブリックとしても、下位ビット用のスイッチファブリックとしても動作することができる。
このように本実施形態においては、メモリマクロ11の入出力データ信号のうち上位ビットを上位ビット用列配線15で転送し、下位ビットを下位ビット用列配線16で転送している。これにより、それぞれの配線で転送されるビット数が削減され、配線の面積を小さくすることができる。これにより、チップ上に必要十分な配線数を確保することができるため、別途、配線層を追加する必要がなく、配線層の追加による製造コストの増加を回避することができる。
また、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14において上位ビットまたは下位ビットを列方向に転送しないため、列方向に信号を出力するためのセレクタの数を削減することができる。これにより、上位ビット用スイッチファブリック13及び下位ビット用スイッチファブリック14の面積を小さくすることができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、本発明の半導体プログラマブルデバイスとロジックデバイスとが同一のチップ上に集積されている半導体集積回路装置について説明した。本実施形態では、本発明の半導体プログラマブルデバイスとロジックデバイスとをそれぞれ別のチップ上に集積し、それらのチップを積層することにより半導体集積回路装置を構成した。
図11は、本発明の半導体プログラマブルデバイスを備えた第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の半導体集積回路装置では、半導体プログラマブルデバイス50とロジックデバイス60とが積層されている。
第1の実施形態で説明した半導体集積回路装置は、図1Bに示すように、半導体プログラマブルデバイス10とロジックデバイス20とが同一のチップ上に集積されていたため、メモリ入出力部12がメモリマクロ11の周囲に配列されていた。
それに対して本実施形態では、図11に示すように、半導体プログラマブルデバイス50とロジックデバイス60とを別のチップ上に集積し、それらのチップを積層することとしているので、半導体プログラマブルデバイス50の内部にメモリ入出力部52をメモリマクロ51毎に配置することができる。
この場合、半導体プログラマブルデバイス50とロジックデバイス60との間の入出力データ信号の転送は、メモリマクロ51毎に設けられたメモリ入出力部52とロジック入出力部62とを介して行われる。つまり、メモリ入出力部52が複数のメモリマクロ51の間で共有されることはないため、第1の実施形態で説明した半導体集積回路装置に比べ、半導体プログラマブルデバイス50とロジックデバイス60との間の入出力データ信号の転送量を大きくすることが可能となる。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第1の実施形態及び第2の実施形態では、本発明の半導体プログラマブルデバイスがメモリマクロで構成される場合について説明した。第3の実施形態では、本発明の半導体プログラマブルデバイスがプロセッサで構成される場合について説明する。つまり、本実施形態においてはプロセッサが回路ブロックとなる。
図12は、本発明の半導体プログラマブルデバイス80を備えた第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図12に示す半導体集積回路装置は、図1Bに示した半導体集積回路装置と比べると、図1Bに示した半導体プログラマブルデバイス10のメモリマクロ11がプロセッサ81となっている点が異なっている。そして、半導体プログラマブルデバイス80の周囲にメモリマクロ91からなるメモリデバイス90が配置され、プロセッサ入出力部82を介して互いに接続されている。なお、プロセッサ81は例えば、16ビットのRISC(Reduced Instruction
Set Computer)プロセッサである。
本実施形態のように回路ブロックがメモリからプロセッサに代わっても、第1の実施形態で説明したのと同様に、プロセッサ81の入出力データ信号のうち上位ビットを上位ビット用列配線85で転送し、下位ビットを下位ビット用列配線86で転送している。これにより、それぞれの配線で転送されるビット数が削減され、配線の面積を小さくすることができる。これにより、チップ上に必要十分な配線数を確保することができるため、別途、配線層を追加する必要がなく、配線層の追加による製造コストの増加を回避することができる。
また、上位ビット用スイッチファブリック83及び下位ビット用スイッチファブリック84において上位ビットまたは下位ビットを列方向に転送しないため、列方向に信号を出力するためのセレクタの数を削減することができる。これにより、上位ビット用スイッチファブリック83及び下位ビット用スイッチファブリック84の面積を小さくすることができる。
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスは、チップ上に敷設された複数の行配線と複数の列配線との交点に設けられ、入力されたデータ信号を転送する複数のスイッチファブリックと、複数のスイッチファブリックのそれぞれと直接接続され、複数のスイッチファブリックを介してデータ信号の入出力を行う複数の回路ブロックとを有する半導体プログラマブルデバイスであって、列配線は、回路ブロックで入出力されるデータ信号を上位ビットと下位ビットとに分割したうちの上位ビットを転送するための上位ビット用列配線、または下位ビットを転送するための下位ビット用列配線のいずれかとなり、上位ビット用列配線上のスイッチファブリックは、行配線上で隣接するスイッチファブリック、上位ビット用列配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ上位ビットを転送する第1の上位ビット用スイッチ部と、行配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ下位ビットを転送する第1の下位ビット用スイッチ部とを有し、下位ビット用列配線上のスイッチファブリックは、行配線上で隣接するスイッチファブリック、下位ビット用列配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ下位ビットを転送する第2の下位ビット用スイッチ部と、行配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ上位ビットを転送する第2の上位ビット用スイッチ部とを有する。
[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態に係る半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法は、チップ上に敷設された複数の行配線と複数の列配線との交点に設けられ、入力されたデータ信号を転送する複数のスイッチファブリックと、複数のスイッチファブリックのそれぞれと直接接続され、複数のスイッチファブリックを介してデータ信号の入出力を行う複数の回路ブロックとを有する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法であって、列配線は、回路ブロックで入出力されるデータ信号を上位ビットと下位ビットとに分割したうちの上位ビットを転送するための上位ビット用列配線、または下位ビットを転送するための下位ビット用列配線のいずれかとなり、上位ビット用列配線上のスイッチファブリックが、行配線上で隣接するスイッチファブリック、上位ビット用列配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ上位ビットを転送する処理と、上位ビット用列配線上のスイッチファブリックが、行配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ下位ビットを転送する処理と、下位ビット用列配線上のスイッチファブリックが、行配線上で隣接するスイッチファブリック、下位ビット用列配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ下位ビットを転送する処理と、下位ビット用列配線上のスイッチファブリックが、行配線上で隣接するスイッチファブリック、及び直接接続された回路ブロックへ上位ビットを転送する処理とを有する。
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
この出願は、2008年9月16日に出願された日本出願特願2008−236782を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (24)
- チップ上に配置された複数の行配線と複数の列配線と、前記行配線と前記列配線との交点に設けられ、入力されたデータ信号を転送する複数のスイッチファブリックと、前記複数のスイッチファブリックのそれぞれと直接接続され、前記複数のスイッチファブリックを介して前記データ信号の入出力を行う複数の回路ブロックとを有し、
前記行配線または前記列配線のいずれか一方は、前記データ信号を構成する上位ビットと下位ビットのうちのいずれか一方のみを転送するように構成され、
前記列配線と前記行配線のうちの他方は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送するように構成されている
半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項1に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記列配線は、前記上位ビットを転送する上位ビット用列配線と、前記下位ビットを転送する下位ビット用列配線から構成され、
前記行配線は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送するように構成されている、
半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項2に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記上位ビット用列配線上の前記スイッチファブリックは、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記上位ビット用列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送する第1の上位ビット用スイッチ部と、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送する第1の下位ビット用スイッチ部とを備え、
前記下位ビット用列配線上の前記スイッチファブリックは、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記下位ビット用列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送する第2の下位ビット用スイッチ部と、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送する第2の上位ビット用スイッチ部とを備えた
半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項3に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記上位ビット用列配線上の前記スイッチファブリックは、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと同一の上位ビット用列配線上に位置しているときは、前記上位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の列配線上であって前記回路ブロックが位置する側に隣接するスイッチファブリックから入力し、前記下位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の行配線上であって前記スイッチファブリックの左側に隣接するスイッチファブリックから入力し、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと同一の上位ビット用列配線上に位置し、かつ、前記スイッチファブリックと同一の行配線上に位置しているときは、前記スイッチファブリックに接続された回路ブロックからデータ信号を入力し、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと同一の上位ビット用列配線上に位置せず、かつ、前記スイッチファブリックと隣接する上位ビット用列配線上に位置していないときは、前記スイッチファブリックと同一の行配線上であって前記回路ブロックが位置する側に隣接するスイッチファブリックからのデータ信号を入力し、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと隣接する上位ビット用列配線上に位置しているときは、前記上位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の列配線上であって前記回路ブロックが位置する側に隣接するスイッチファブリックから入力し、前記下位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の行配線上であって前記スイッチファブリックの右側に隣接するスイッチファブリックから入力する
半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項3に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記上位ビット用列配線と前記下位ビット用列配線とが交互に敷設された半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項3に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記スイッチファブリックは、前記列配線上で隣接するスイッチファブリックへ前記上位ビットと前記下位ビットとを切り替えながら転送する半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項1に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記行配線は、前記上位ビットを転送する上位ビット用行配線と、前記下位ビットを転送する下位ビット用行配線から構成され、
前記列配線は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送するように構成されている、
半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項7に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記上位ビット用行配線上の前記スイッチファブリックは、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記上位ビット用行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送する第3の上位ビット用スイッチ部と、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送する第3の下位ビット用スイッチ部とを備え、
前記下位ビット用行配線上の前記スイッチファブリックは、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記下位ビット用行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送する第4の下位ビット用スイッチ部と、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送する第4の上位ビット用スイッチ部とを備えた
半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項8に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記上位ビット用行配線と前記下位ビット用行配線とが交互に敷設された半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項8に記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記スイッチファブリックは、前記行配線上で隣接するスイッチファブリックへ前記上位ビットと前記下位ビットとを切り替えながら転送する半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項1から10のいずれかに記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記回路ブロックがメモリマクロである半導体プログラマブルデバイス。 - 請求項1から11のいずれかに記載の半導体プログラマブルデバイスにおいて、
前記回路ブロックがプロセッサである半導体プログラマブルデバイス。 - チップ上に配置された複数の行配線と複数の列配線と、前記行配線と前記列配線との交点に設けられ、入力されたデータ信号を転送する複数のスイッチファブリックと、前記複数のスイッチファブリックのそれぞれと直接接続され、前記複数のスイッチファブリックを介して前記データ信号の入出力を行う複数の回路ブロックとを有する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法であって、
前記行配線または前記列配線のいずれか一方は、前記データ信号を構成する上位ビットと下位ビットのうちのいずれか一方のみを転送し、
前記列配線と前記行配線のうちの他方は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送する
半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項13に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記列配線を構成する上位ビット用列配線と下位ビット用列配線は、それぞれ前記上位ビットと前記下位ビットを転送し、
前記行配線は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送する、
半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項14に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記上位ビット用列配線上の前記スイッチファブリックは、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記上位ビット用列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送し、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送し、
前記下位ビット用列配線上の前記スイッチファブリックは、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記下位ビット用列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送し、
前記行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送する
半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項15に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記上位ビット用列配線上の前記スイッチファブリックは、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと同一の上位ビット用列配線上に位置しているときは、前記上位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の列配線上であって前記回路ブロックが位置する側に隣接するスイッチファブリックから入力し、前記下位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の行配線上であって前記スイッチファブリックの左側に隣接するスイッチファブリックから入力し、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと同一の上位ビット用列配線上に位置し、かつ、前記スイッチファブリックと同一の行配線上に位置しているときは、前記スイッチファブリックに接続された回路ブロックからデータ信号を入力し、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと同一の上位ビット用列配線上に位置せず、かつ、前記スイッチファブリックと隣接する上位ビット用列配線上に位置していないときは、前記スイッチファブリックと同一の行配線上であって前記回路ブロックが位置する側に隣接するスイッチファブリックからのデータ信号を入力し、
前記データ信号を出力する回路ブロックが、前記スイッチファブリックと隣接する上位ビット用列配線上に位置しているときは、前記上位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の列配線上であって前記回路ブロックが位置する側に隣接するスイッチファブリックから入力し、前記下位ビットは、前記スイッチファブリックと同一の行配線上であって前記スイッチファブリックの右側に隣接するスイッチファブリックから入力する
半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項15に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
交互に敷設された前記上位ビット用列配線と前記下位ビット用列配線が、前記上位ビットまたは前記下位ビットを転送する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項15に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記スイッチファブリックは、前記列配線上で隣接するスイッチファブリックへ前記上位ビットと前記下位ビットとを切り替えながら転送する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項13に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記行配線を構成する上位ビット用行配線と下位ビット用行配線は、それぞれ前記上位ビットと前記下位ビットを転送し、
前記列配線は、前記上位ビットと前記下位ビットの両者を転送する、
半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項19に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記上位ビット用行配線上の前記スイッチファブリックは、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記上位ビット用行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送し、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送し、
前記下位ビット用行配線上の前記スイッチファブリックは、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、前記下位ビット用行配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記下位ビットを転送し、
前記列配線上で隣接する前記スイッチファブリック、及び直接接続された前記回路ブロックへ前記上位ビットを転送する
半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項20に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
交互に敷設された前記上位ビット用行配線と前記下位ビット用行配線が、前記上位ビットまたは前記下位ビットを転送する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項20に記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記スイッチファブリックは、前記行配線上で隣接するスイッチファブリックへ前記上位ビットと前記下位ビットとを切り替えながら転送する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項13から22のいずれかに記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記回路ブロックがメモリマクロであり、前記メモリマクロで入出力されるデータ信号を転送する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。 - 請求項13から23のいずれかに記載の半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法において、
前記回路ブロックがプロセッサであり、前記プロセッサで入出力されるデータ信号を転送する半導体プログラマブルデバイスにおける信号転送方法。
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