JP6687122B2 - 再構成可能回路およびその使用方法 - Google Patents
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Description
図2は、本発明の第1の例示的な実施形態による再構成可能回路を示す。再構成可能回路は、第1の配線L1と、第1の配線L1と第1の電圧V1の第1の電源線との間に配置された第1のスイッチ要素SW1と、第2の配線L2と、第2の配線L2と電圧V2の第2の電源線との間に配置された第2のスイッチ要素SW2と、第1の配線L1と第2の配線L2との間に配置された抵抗スイッチアセンブリ111とを含む。電圧V1およびV2は、互いに異なる。抵抗スイッチアセンブリ111は、第1のNVRS(不揮発性抵抗スイッチ)S1と、第1の端部が第1のNVRS S1の第1の端部に結合された第2のNVRS S2とを含む。第1のNVRS S1の第2の端部は、第1の配線L1に結合され、第2のNVRS S2の第2の端部は、第2の配線L2に結合される。説明の目的のために、図2において、端子T1およびT2は、それぞれ第1の配線L1および第2の配線L2の端部において示されている。端子T3は、第1のNVRS S1と第2のNVRS S2との間の結合部またはノードに接続される。NVRS S1、S2は、第1のラインL1、第2のライン、および結合部の間に制御電圧を印加することによって、オン状態、すなわち低抵抗状態、またはオフ状態、すなわち高抵抗状態に別々かつ任意にプログラムされる。両方のNVRS S1、S2から分離されたノードは、第1のNVRS S1の第1の端部と第2のNVRS S2の第1の端部の結合部として設けられ得る。代替的には、第1のNVRS S1および第2のNVRS S2のうちの1つの一部が、結合部として機能することができる。
次に、上述した再構成可能回路の用途について説明する。図8は、複数の第1の配線および複数の第2の配線が配置され、互いに直列に接続された2つのNVRSを含む抵抗スイッチアセンブリが、第1の配線と第2の配線との間の各交点において配置された第2の例示的な実施形態による再構成可能回路を示す。図において、第1の配線は、垂直方向において延在し、第2の配線は、水平方向において延在する。本実施形態においても、各抵抗スイッチアセンブリは、第1の配線と第2の配線との間のデータルーティングスイッチとメモリセルの両方のために使用される1入力2出力NB(Nanobridge(登録商標))である。
本発明に基づく再構成可能回路は、複数のスイッチが水平配線と垂直配線との間の交点の各々において配置され、2つ以上のスイッチが同時に選択されるように、スイッチが時分割式に選択される、[特許文献3]において提案されるような時間多重化クロスバーまたは相互接続構造にも適用され得る。時間多重化クロスバーは、FPGAにおけるコンテクストの時分割切り替えを達成する。スイッチの選択は、各スイッチ内に挿入されたパストランジスタを使用することによって実行される。時間制御信号が、各交点におけるそれぞれのパストランジスタに印加される。パストランジスタを使用する選択は、迅速に実行され得るので、時間多重化クロスバー構成は、FPGAの柔軟性を改善する、実行時に変更可能なデータ信号ルーティングを提供する。
次に、本発明による第4の例示的な実施形態について説明する。上記で説明したように、例示的な実施形態の再構成可能回路は、NBPLMDと呼ばれる。本例示的な実施形態は、新規のNBPLMDを使用する方法を説明する。図14Aおよび図14Bは、新規のNBPLMDの使用法を示す。NBPLMDは、図1に示す従来のNBFPGAと同じ構造を有するが、上記の例示的な実施形態において開示されるように、データルーティングスイッチとメモリの両方のために使用され得る新規のNBクロスバーを有する。図14Aに示すように、NBPLMDのための3種類の使用法が存在する。第1の使用法は、大規模アプリケーションがNBPLMDに対してマッピングされる場合、NBPLMDが完全なNBFPGAとして構成されることである。第2の使用法は、データストレージのみが必要である場合、NBPLMDが完全なメモリとして構成されることである。第3の使用法は、アプリケーションとメモリの両方が同時に必要である場合、NBPLMDの1つの部分がNBFPGAとして構成され、他の部分がメモリとして構成されることである。図14Bに示す例は、アプリケーションがNBPLMDの25%を使用して実現され得、他の75%がプログラマブルROM(読み出し専用メモリ)として使用され得る場合を示す。NBFPGA部分とメモリ部分との間の面積比は、1:0と0:1の範囲の間で任意に設定され得る。データルーティングモード、すなわち、NBFPGAモード、およびメモリモードは、メモリイネーブル信号MENの状態、および各NBにおける直列に接続された2つのNVRSに書き込まれたデータパターンにおいてのみ異なるので、NBPLMDのモードは、NBPLMDの動作中、NBPLMDにおける各ブロックに関してNBFPGAモードとメモリモードとの間で動的に変更され得る。
L1、L2 配線
S1、S2 不揮発性抵抗スイッチ(NVRS)
T1、T2、T3 端子
Claims (8)
- 第1の配線と、
前記第1の配線と第1の電圧の第1の電源線との間に配置された第1のスイッチ要素と、
第2の配線と、
前記第2の配線と、前記第1の電圧と異なる第2の電圧の第2の電源線との間に配置された第2のスイッチ要素と、
前記第1の配線と前記第2の配線との間に配置された抵抗スイッチアセンブリであって、第1の不揮発性抵抗スイッチと、第1の端部が前記第1の不揮発性抵抗スイッチの第1の端部に結合された第2の不揮発性抵抗スイッチとを含む、抵抗スイッチアセンブリと、パストランジスタとを備える再構成可能回路であって、
前記第1の不揮発性抵抗スイッチの第2の端部が前記第1の配線に結合され、前記第2の不揮発性抵抗スイッチの第2の端部が前記第2の配線に結合され、
前記第1の配線と前記第2の配線との間に複数の前記抵抗スイッチアセンブリが配置され、
前記パストランジスタが、前記第1の配線への前記第1の不揮発性抵抗スイッチの結合部と、前記第2の配線への前記第2の不揮発性抵抗スイッチの結合部との間の部分内に挿入されるように、前記複数の抵抗スイッチアセンブリの各々の中に前記パストランジスタが配置された、再構成可能回路。 - 前記第1の電圧および前記第2の電圧のうちの一方が電源電圧であり、前記第1の電圧および前記第2の電圧のうちの他方が接地電位である、請求項1に記載の再構成可能回路。
- 前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチの各々が、活性電極と、不活性電極と、前記活性電極と前記不活性電極との間に挟まれた固体電解質とを備える、請求項1または2に記載の再構成可能回路。
- 前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチの前記活性電極同士が互いに結合されるか、または、前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチの前記不活性電極同士が互いに結合された、請求項3に記載の再構成可能回路。
- 前記第1のスイッチ要素および前記第2のスイッチ要素の各々がMOSトランジスタを備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の再構成可能回路。
- 前記第1のスイッチ要素および前記第2のスイッチ要素がメモリイネーブル信号に従ってオンにされる、請求項1から5のいずれか一項に記載の再構成可能回路。
- 前記第1の配線に第1のプログラム電圧を印加する第1のプログラムドライバと、
前記第2の配線に第2のプログラム電圧を印加する第2のプログラムドライバと、
前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチの前記第1の端部同士の結合部に第3のプログラム電圧を印加する第3のプログラムドライバとをさらに備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の再構成可能回路。 - 第1の配線と、第2の配線と、前記第1の配線と前記第2の配線との間に配置された抵抗スイッチアセンブリと、パストランジスタとを備える再構成可能回路であって、前記抵抗スイッチアセンブリが、第1の不揮発性抵抗スイッチと、第1の端部が前記第1の不揮発性抵抗スイッチの第1の端部に結合された第2の不揮発性抵抗スイッチとを含み、前記第1の不揮発性抵抗スイッチの第2の端部が前記第1の配線に結合され、前記第2の不揮発性抵抗スイッチの第2の端部が前記第2の配線に結合され、前記第1の配線と前記第2の配線との間に複数の前記抵抗スイッチアセンブリが配置され、前記パストランジスタが、前記第1の配線への前記第1の不揮発性抵抗スイッチの結合部と、前記第2の配線への前記第2の不揮発性抵抗スイッチの結合部との間の部分内に挿入されるように、前記複数の抵抗スイッチアセンブリの各々の中に前記パストランジスタが配置された、再構成可能回路を使用するための方法であって、
前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチがオン状態にある第1の状態と、前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチがオフ状態にある第2の状態とのうちの1つを選択的に作ることによって、前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチを前記第1の配線と前記第2の配線との間のデータルーティングスイッチとして使用することと、
前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチのうちの一方をオン状態にし、他方をオフ状態にすることによって、前記第1の不揮発性抵抗スイッチおよび前記第2の不揮発性抵抗スイッチをメモリ要素として使用することとを含む方法。
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