JPH03132212A - 構成を変更可能な論理アレイ - Google Patents
構成を変更可能な論理アレイInfo
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- JPH03132212A JPH03132212A JP2201092A JP20109290A JPH03132212A JP H03132212 A JPH03132212 A JP H03132212A JP 2201092 A JP2201092 A JP 2201092A JP 20109290 A JP20109290 A JP 20109290A JP H03132212 A JPH03132212 A JP H03132212A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/173—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
- H03K19/1733—Controllable logic circuits
- H03K19/1735—Controllable logic circuits by wiring, e.g. uncommitted logic arrays
- H03K19/1736—Controllable logic circuits by wiring, e.g. uncommitted logic arrays in which the wiring can be modified
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
タム化されたロジックファンクションを果すための手段
及び方法に関する。
のファンクションを組込み得るようになるのに伴い、集
積回路チップの製造者は、特定の用途のために特定のフ
ァンクションを果すようにカスタム化されたチップに対
する注文に自動的にしかも迅速に応じることができるよ
うな方法を種々開発してきた。しかしながら、ゲートア
レイ製造者は、注文主により注文された特定のロジック
ファンクションを果すように半導体基層内に設けられた
トランジスタを接続するために、標準的な製造プロセス
の最終段階として、カスタム化された金属皮膜を設ける
ようにしている。更に、設計変更をしばしば行ったり、
同一のデバイスを少数必要としたり、新たな設計を十分
にテストしていないような注文主のためには、ユーザに
よりプログラムされる集積回路チップが市販されている
。
応するラインを、ロジック凹路、他のライン或いは出力
ピンに接続したり、或いは接続を断つようにオンオフし
得るような複数のバストランジスタが設けられている。
インのセットを接続することにより、ユーザは所望のロ
ジックファンクションを得ることができる。ユーザは、
異なる組合せのバストランジスタを導通させることによ
り、異なる設計を即座に再プログラムすることができる
。
常のプログラマブルロジックアレイよりも高いレベルの
集積度を有するコンフィグラブルロジックアレイを製造
している。ジリンクスによるコンフィグラブルロジック
アレイは、ロジックブロックのアレイを含み、それぞれ
が、例えば複数のAND、ORSMUXゲート或いはフ
リップフロップを組合せてなる所望のロジックファンク
ションを果すように設定(configure)するこ
とができる。ジリンクスによるコンフィグラブルロジッ
クアレイは、チップ全体で複雑なロジックファンクショ
ンを形成するように個々のロジックブロックを接続する
べくプログラム可能な相互接続ラインをも備えている。
ジックアレイチップ内に於て2種のコンフィグラブルロ
ジックブロックが用いられている。チップの周辺部にあ
って、外部のそれぞれに接続されているのは、入カバッ
ファ或いは出力バッファをピンに接続し、ロジックファ
ンクションを果すようにプログラムされた人力/出力ロ
ジックブロックである。チップの中央部にあるのは、入
力/出力ブロックのオプションのファンクションを有し
てはいないが単一のブロック内に於てより多数の種類の
ロジックファンクションを果し得るようにされたロジッ
クブロックである。
フィグラブルロジックアレイのチップの一部を示してい
る。コンフィグラブル人力/出力ブロック101〜10
15が図示されている。また、コンフィグラブルロジッ
クブロックCLB11〜CLB14、CLB21〜CL
B24、CLB31〜CLB34及びCLB41〜CL
B44も図示されている。コンフィグラブルロジックブ
ロックのそれぞれは、AND10R%XOR,INVE
RT、MUXなどのロジックゲートばかりでなく、より
複雑な複数のロジックファンクションを果すべく組合せ
得るようなTRI 5TATEバッファ或いはFL I
PFLOPなどをなしている。
る際に特定されるフレキシブルなファンクションを有す
るものとされている。ロジックブロックの例としては、
4−人力ANDゲートがある。0.1.2.3.4個の
ANDゲート入力が必要となり、使用されていない入力
は電源の正の端子に接続されている。人力信号は直接的
に或いはインバータを介してANDゲートに送られる。
層内に物理的に位置し、それぞれ互いに接続されている
ことから2つの入力A及Bを有するAND、NOR,X
ORなど複数のファンクションの任意のものを、物理的
に近接する電子的要素により実現することができ、ロジ
ックブロックがフレキシブルであってかつ複雑なもので
あるにも拘らず、ロジックブロックにより引起される時
間遅れを極小化している。ロジックブロックの成るもの
は、所望のロジックファンクションを表す真理値表から
なるルックアップテーブルをメモリセルにロードするこ
とにより複数入力信号の所望の関数を与えるようにプロ
グラムすることができる。
レキシビリティを得ることができる。
号を受は出力信号を発生するための人力及び出力リード
を備えている。これらのリードが各ブロックから外向き
に延出しているが、アレイの他の部分に接続されていな
い短い線として第1図に示されている。これらのコンフ
ィグラブルブロックは特定のロジックファンクションを
プログラムするための、即ち真理値表をロードするため
の、第1図には示されていない設定用リードを備えてい
る。設定用リードは、その人力リードに加えられた信号
に対して、ブロックによりその出力リードに与えられる
信号に対して、どのようなロジックファンクションを適
用するか定める。このようなロジックブロックについて
は、米国特許4゜706.216号明細書(登録日19
87年11月10日)に記載されているので、それを参
照されたい。
図に示されるようなプログラマブル相互接続線が用いら
れている。第2図は、1つのコンフィグラブルロジック
ブロック(CL B)或いは人力/出力ブロック(IO
B)を他のCLBまたはIOBと接続するための相互接
続線を備えるコンフィグラブルロジックアレイチップの
一部を詳細に示している。相互接続線の成るものは、ア
レイ全体の距離のほんの一部に亘って延在するのみの短
いセグメントからなり、他の相互接続線はアレイの全長
または全幅に亘る長さをもって延在している。第2b図
は第2a図に於て用いられた印の意味を表す。対角線は
、水平ラインを垂直ラインに接続するためのプログラマ
ブルバストランジスタを示している。各トランジスタは
、水平ラインに接続された1つの電流端子及び垂直ライ
ンに接続された1つの電流端子を備えている。トランジ
スタの制御端子は、第2a図に図示されていないが、そ
れぞれ、「0」また、「1」を記憶しているメモリセル
に接続されている。メモリセルに記憶されている「0」
或いは「1」は水平ラインを垂直ラインに接続するか否
かを表している。また、トランジスタは、隣接するセグ
メント間の連続性を制御するために、セグメント化され
たラインの端部にも設けられている。これらのトランジ
スタのそれぞれは、メモリセルにより制御される。
交換相互接続線(フルインターチェンジ)を詳しく示し
ている。ライン90−4は、ライン90−1に対してセ
グメント化されており、メモリセルM5が論理「1」を
記憶した時に、NチャンネルバストランジスタT5によ
りライン90−4はライン90−1に接続され、メモリ
セルM5が論理「0」を記憶している場合には、ライン
90−4はライン90−1から切離される。同様に、メ
モリセルM1が論理「1」を記憶している場合には、ラ
イン90−4をトランジスタT1を介してライン90−
3に接続し、メモリセルM1が「0」を記憶している時
には両ラインは互いに分離される。このように、メモリ
セルのセットによリアレイ内のロジックブロックを相互
接続する相互接続線の状態を制御する。第2a図〜第2
d図に関する議論の詳細については、米国特許節07/
158,011号明細書を参照されたい。
なしかつ多種のロジックファンクションを果すように設
定(Configure)可能なコンフィグラブルロジ
ックブロックの1つを示す。
めの入力ライン381〜385及びD−フリップフロッ
プ352及び357からの出力信号を受けるための入力
ライン367及び380を有する組合せファンクション
ジェネレータ354を示す。組合せファンクションジェ
ネレータ354は更にライン374及び378上に2つ
の組合せファンクションF及びGを有しており、それぞ
れ、フリップフロップ352及び357のいずれか或い
は両者の入力として、マルチプレクサ350.351.
355及び356により制御された状態で機能する。出
力ファンクションF及びGは、マルチプレクサ353及
び358により制御された状態でライン395及び39
6上のロジックブロック出力信号X及びYとして与えら
れる。第3a図のロジックブロックによりどのようなフ
ァンクションが実行されるかは第3a図に示された設定
制御ライン上の設定状態に依存する。第3a図に於ける
5つの入力ライン381〜385の代わりに4本の入力
ラインA−Dを有する第3a図に示されたものと類似す
る実施例が、第3b図に示されており、設定制御ライン
が、マルチプレクサ110.111を選択するべ(、R
AM108.109から延出するラインからなっている
。第3a図の組合せファンクションジェネレータ354
は、第3b図のブロック100が2つの組合せファンク
ションF1及びF2を発生するのと同様に、2つの組合
せファンクションF及びGを発生する。
16号明細書に於て議論されている。組合せファンクシ
ョンジェネレータ354は、5つの変数の任意の組合せ
ファンクションを発生し或いはそれぞれ4つの変数を有
する2つのファンクションを発生することができる。現
在ジリンクスにより製造されているロジックブロック組
合せファンクションジェネレータ354は、メモリセル
の列に真理値表をロードすることによりプログラムされ
る。良く知られているようにN人力マルチプレクサは、
Nビットアドレスに応答して2nの位置のいずれかを選
択することができる。ファンクションジェネレータ35
4はライン381〜385上の5つの人ツノ信号を含む
アドレスに応答して32(25)個のメモリセルのいず
れかを読み、或いは第1の出力ライン上の4つの変数の
第1のファンクションを提供する16個のメモリセルの
いずれかを読み、第2の出力ライン378上の5つの変
数の内の任意の4つの内の変数の第2のファンクション
を提供する16個の第2のメモリセルのいずれかを読む
。
米国カリフォルニア州95124・サンノゼ会ロジック
ドライブ2100に所在するジリンクス・インコーホレ
イテッド(Xilinx。
トアレイデータブック(Programmable
Gate Array DataBook) 、1
988年」に詳しく記載されている。
ロック及び第2a図に示された相互接続ライン含むロジ
ックアレイを複数の複雑なロジックファンクションを果
すように設定することができる。例えば、それを第3c
図に模式的に示されたファンクションを実行するように
プログラムすることができる。第3C図に示されたダイ
ヤグラムは、入力バッファ、ロジックゲートAND 1
0UTSXORIOUT、0RIOUT及び0R2OU
T、フリップフロップQ10UT及びQ2OUT、並び
に出力バッファを含む。第3d図に示されているように
入力及び出力バッファは入力/出力ブロックP2〜P9
により提供される。これらのブロックはロジックアレイ
チップの周辺部に配置されている。ゲートANDIOU
T及び0R10UT並びにフリップフロップQ10UT
はロジックブロックABにより構成されており、ゲー)
XORIOUT及びフリップフロップQ2OUTは、ロ
ジックブロックACにより形成され、ゲート0R20U
TはロジックブロックAAにより構成されている。ロジ
ックブロックAA、AB及びACは第3b図に示された
形式のものであってよい。バッファP9、P8及びP7
(第3d図)の出力をリードA、B、C(第3b図)に
導き出し、図示されないメモリセルをロードすることに
より、第3b図のMUX104が信号Aを発生するよう
にし、MUX 105が信号Bを発生するようにし、M
UX106が信号Cを発生するようにし、適当な真理値
表を8ビットRAM109にロードすることにより、信
号A、B及びCが、2人力ORゲートの入力をなす第3
の信号及び、2人力ANDゲートの第3d図に示された
ファンクションを表す値を、RAM109からマルチプ
レクサ111を用いて選択させる。MUX114が、こ
の出力を信号F1として出力し、MUX126が、この
信号をフリップフロップ121の入力として与えること
により、フリップフロップ121は、第3d図に示され
たフリップフロップQIOUTとなるように設定される
。第3b図に示されたマルチプレクサ122及び142
は、ロジックブロックのY出力としてフリップフロップ
121のQff出力信号を発生するように設定すること
ができる。このようにして第3b図のロジックブロック
は、第3d図のブロックABに示されたロジックを形成
する。同様に、第3b図に示された形式の他のロジック
ブロックも第3d図のブロックAC及びAAに示された
ロジックを形成することができる。
ションを、その設定段階に於て第3b図の8ビットRA
M109などのようなメモリセルに値を書込むことによ
り制御するためにメモリセルが用いられていたが、後記
するように、これらのメモリセルは、ロジックアレイの
通常の作動中にデータを書いたり、記憶したり、読出し
たりするために、ロジックアレイのユーザに対してアク
セスできるものではなかった。
のインバータ41及び42を有しており、これらのイン
バータは、一方のインバータの入力が他方のインバータ
の出力に接続されたループをなしている。データライン
(またはビットライン)Dyは、アドレスライン(また
はワードライン)Axに接続され或いは分離されること
ができる。
図に示されたようなロジックブロックに於ける設定用ト
ランジスタの一つの状態を制御する。
の状態をとるが、このことは1989年4月11日に登
録された米国特許節4,821.233号明細書に記載
されている。第4図のメモリセルはアレイの設定中にロ
ードされる。この設定過程は、アレイの周辺部に位置す
るピンの成るものを設定用信号のために用いることを必
要とする。
データ入力或いは出力ピンとして用いられるように設定
される。1つまたは2つのビンが、チップ設定モードか
ら通常の作動モードに変換するために用いられるが、従
来、設定過程が終了した作動中にあってはこれらのメモ
リセルの状態を変更することができなかった。このよう
なアレイの作動中にユーザが必要とするようなメモリは
、別個のチップ上に設けられるのが一般的であった。
せ、アレイの作動中にこれらの分布メモリをユーザに対
してアクセス可能にすることが望まれる。例えばコンフ
ィグラブルロジックアレイチップを組合せ中央処理ユニ
ット、メモリ或いはファーストイン・ファーストアウト
集積回路バッファとして用いたいような用途に於ては、
メモリを、情報が形成される領域の物理的近傍に設ける
のが望ましい。ロジック過程がロジックブロックにより
行われる場合、1バイトの情報をその情報を発生するロ
ジックブロックの物理的近傍に於て記憶することにより
、発生した情報をその記憶領域に送り込むために、相互
接続線により占めるシリコンの面積をそれだけ小さくし
、必要となる相互接続トランジスタを少な(することが
できる。
ラムするための手段及び方法であってブロックの設定メ
モリセルの成るものを、その作動中に変更し、ユーザに
よりデータを記憶したり、ロジックファンクシジンを形
成するためのRAMとして用い得るようにするための手
段及び方法を提供する。また、このようにして作動中に
ユーザ支配下にあったメモリセルを、作動中に変化しな
いスタチックロジックファンクションを提供するように
設定されるべく、同一のロジックブロックを再設定する
こともできる。本発明は、成るメモリセルがどのように
用いられるかばかりではなく、ユーザによりアクセス可
能なデータセルがロジックアレイ内のどこに配置される
かについてのフレキシビリティを提供するものである。
モリセルがロジックブロック内の組合せロジックファン
クションを設定するために用いられるルックアップテー
ブルを記憶する。メモリセルの成るものは、設定など機
能のためにのみ用い、データを記憶するために用いない
場合もある。例えば、これらのメモリはロジックブロッ
ク間の相互接続状態を制御するためのものからなる。ロ
ジックブロック内に於て、フリップフロップと他の要素
との間の接続を制御するMUXメモリセルは、成る実施
例に於てデータを記憶するためにも用いられるが、特に
好ましい実施例に於てこれらのMUX内部設定セルは、
設定動作のためにのみ用いられる。特に、これらのMU
X内部設定セルが、比較的少数用いられ、少なくとも1
バイトの情報を記憶するのに便利であるように8個のグ
ループをなして配設されていないような場合には、これ
らのMUX内部設定セルをデータを記憶するために用い
ることは必ずしも好ましくない。MUXを記憶のために
も用いた場合には、本実施例により得られる強力なロジ
ックオプションを比較的非効率的に利用する結果を招く
。実際、以下に説明する実施例に於ては、これらのセル
をデータを記憶するために用いる場合に必要となるアド
レスラインが設けられていない。
ションが提供されている場合には、これらのセル内にユ
ーザのデータを入力しかつセルからデータを読み出すた
めの構造をも備えていなければならない。このオプショ
ンは、これらの2つのファンクションを有するセルのそ
れぞれに対してアクセスするために2つの手段を設ける
ことにより提供されるもので、これらの2つの手段のう
ちの一方は、セルの設定動作中にオフチップ信号を供給
するために用いられ、他方の手段は、通常の作動中に於
てオンチップ信号として与えられる信号を記憶するため
に用いられる。
説明する。
が第7図に示されている。第7図は16個のロジックブ
ロックを含む1つのロジックアレイチップを示している
。以下の実施例について説明される原理は任意の数のロ
ジックブロックを含むチップに対して適用し得ることは
言うまでもない。
、従って全て同一のファンクションを果するようにプロ
グラムすることも可能である。これらのブロックは一旦
設定(Configure)されると、各ロジックブロ
ックは、ユーザにより特定された一般的には互いに等し
くない特定のファンクションを果す。また、ユーザの指
定に従って、1つのロジックブロックの出力を他のロジ
・ンクブロックの入力とするように相互接続ラインが設
けられる。アレイ内のブロックは、一般的に同一に設定
されるものではない。本発明の1つの特徴は、アレイ内
のブロックの幾つかが、ファンクションジェネレータと
してではなくメモリデバイスとして機能し得る点にある
。ユーザは、組合せロジック、論理記憶手段としてフリ
ップフロップ及びデータを記憶するためのメモリセルの
グループなどを含むロジックシステムを構築することが
できる。
4を設定するためのメモリセルのグリッドM7を示して
いる。グリッドM7内に於て、アドレスラインA1〜A
32は、水平方向に延在し、データラインD1〜D32
は垂直方向に延在する。
ラインを示す。第7図に於けるグリッドの各交点に1つ
のメモリセルが配置されている。メモリセルのグループ
C1,1は、ブロックB1.1に於けるファンクション
ジェネレータF1.1及びG1.1を設定するためのル
ックアップテーブルを含んでいる。アドレスラインA1
〜A4とデータラインD1〜D4との間の交点に位置す
るメモリセルはファンクションジェネレータF1.1の
ためのルックアップテーブルを記憶し、それぞれが第6
図に示されるように構成されている。
の間の交点に位置するメモリセルは、ファンクションジ
ェネレータG1.1のルックアップテーブルを記憶する
。アドレスラインA1〜A8とデータラインD5〜D8
との間の交点に位置するメモリセルは組合せファンクシ
ョンジェネレータF1.1及びG1.1の一部をなさな
いブロックB1.1の他の部分のための設定(Conf
iguration)情報を記憶する。これらのメモリ
セルも第4図に示されたように構成されたものであって
良い。第7図に示された他のブロックのメモリセルも概
ね同様の構造を有する。
データラインD1〜4、D9〜D12、DI7〜D20
及びD25〜D28の交点に位置する組合せロジックテ
ーブルメモリセルは、第6図に示されるような2重の制
御ファンクションを有しており、それぞれ設定動作中に
、アドレスA1〜A32を介してセルに対してアクセス
を行う間にラインD1〜D4、D9〜D12、D17〜
D20及びD25〜D28に対してデータを加えること
によりロードし、ロジックアレイの通常の動作中の任意
の時点に於てチップ上の他のロジックによりロード(書
込み)或いは、読取られるものであって良い、他のメモ
リセルは第4図に示されるように単一のアクセスのみが
可能であるのが好ましい。
にの一般化された例を示している。第5b図は、同様に
第7図のコンフィグラブルロジックアレイの一部をなす
相互接続構造により囲繞された第5a図のコンフィグラ
ブルロジックブロックを示す。第5b図に於ては第5a
図と同様の符号が用いられており、それぞれ同様の部分
を示している。第5a図に於てファンクションジェネレ
ータF1.1は、4人カラインF1、F2、F3及びF
4に与えられたアドレスに応答して(第7図に於ては、
アドレスラインAl−A4及びデータD1〜D4の交点
として与えられているが、第5a図には図示省略された
)16個のメモリセルの1つを読み取るマルチプレクサ
をなす。第6図に示されたスタッチクメモリセルが2通
りのロードが可能なものであることから、アレイが設定
された後、或いは、設定動作中にメモリセル内にデータ
を書き込むことが可能であり、アレイ内の各ロジックブ
ロックの成るメモリセル、例えばメモリセルBj、kを
、プログラムされたロジックのために別個に供用し得る
ようにしである。従来は、ファンクションジェネレータ
を設定するためのデータはチップ外から得られた。本発
明に於ては、第5a図に図示されたFl、l及びDl、
1などのファンクションジェネレータに於けるデータは
、チップ上に於て形成されたものである。ユーザは、ロ
ジックアレイを設定する際に、適当な回路をプログラム
することによりデータの記憶に用いられている任意のフ
ァンクションジェネレータ内のメモリセルのためのデー
タを形成し、かつこれらのファンクションジェネレータ
メモリセルをアドレスすることができる。更に、本発明
によれば、通常の作動中にメモリセルの内容を読んだり
、メモリセルが属するロジックブロックにより果される
ロジック動作を設定するためにメモリセルの内容を利用
することができる。ユーザはデータをメモリセルに書込
み、新たなデータにより表される新なファンクションを
実行したり、ロジックアレイの他の部分で利用するため
にデータを読出したりすることができる。データは、ア
レイ内にプログラムされたロジックの制御により、テー
ブルごとに変更することができる。このようにして、同
一のメモリセルを複数の用途に用い得ることから、本発
明に基づく構造はそれだけフレキシブルであり、効率的
である。本実施例に於ては、ロジックブロックがアレイ
中に於て全て同様の構造を有するものであることから、
本発明により提供される分布メモリはメモリが必要とさ
れるチップ上の領域に於て利用することができる。
できる。ユーザが16バイトのレジスタにより1バイト
幅のレジスタのセットを得たいと望む場合、8個のファ
ンクションブロックをRAMとしてロードされるべくプ
ログラムし、これら8個のファンクションブロックをレ
ジスタとして制御することができる。同様に、ユーザが
256ビツトのデータ構造が必要である場合には、それ
ぞれ32ビツトの能力を有するファンクションブロック
の出力をマルチプレックスし、アレイの設定中に、適当
なメモリセルの設定を行うことにより所要のデータ構造
を得ることができる。
がセットされると、ファンクションジェネレータG1.
1及びFl、1を制御するために使用されるメモリセル
が決定される。これらがメモリとして用いられる場合に
は、通常のRAMメモリがデータの書換えを自由に許容
するのであるのと同様にメモリの内容を自由に変更する
ことができるが、ファンクションジェネレータG1.1
及びFl、1のメモリの内容を変更し得るという事実は
、メモリセルM1〜M5が変更されるまで変更されない
。ファンクションジェネレータF1.1のメモリの内容
は、入力F1、F2、F3及びF4のファンクションF
′を形成するためにも用いることができる。この事は、
ファンクションジェネレータG1.1についても成立す
る。しかしながら、ファンクションジェネレータは、ユ
ーザによりロジックアレイ全体を再設定することなく、
ロジックブロックにより果たされるファンクションを、
アレイ内の他のロジックにより変更し得るという特性が
ファンクションジェネレータに与えられた。
ルをアクセスするための2つの手段を備えている。ライ
トイネーブルラインWEは、セルの作動中にユーザによ
り制御可能であって、ラインDIN上のデータをファン
クションジェネレータF1.1にロードし、或いはライ
ンDIN或いはH1上のデータをラインDINを介して
ファンクションジェネレータG1.1にロードすること
ができる。
セル或いはファンクションジェネレータG1.1の16
個のメモリセルにロードされたデータは、ライン61〜
G4或いはF1〜F4上に発生したアドレスに応答して
与えられる真理値表の内容を定める。ライトイネーブル
ラインWEは、ANDゲート55.56にローレベルの
ライトイネーブル信号を加えることにより、フリップフ
ロップからなる記憶手段FFI、及びFF2をディスエ
ーブルし、フリップフロップFFI及びFF2のセット
人力及びリセット入力にフリップフロップFFI及びF
F2のD入力及びクロック入力ラインに加えられた信号
に関わらず、それらのQ出力ポートに現われた信号を保
持させる。このように、ファンクションジェネレータの
Fl、1或いはG1.1のメモリセルにロードするべく
ラインDINに得られたデータは、マルチプレクサ53
.54を介してフリップフロップFFI及びFF2に提
供されない。第5a図に示されるように、(ファンクシ
ョンジェネレータF1.1及びG1.1がロードされて
おらず)ライトイネーブルラインがハイレベルである場
合には、ラインDINを用いてフリップフロップFFI
及びまたはFF2にデータを提供する。但し、メモリセ
ルM2〜M13が、フリップフロップFFI及びまたは
FF2のD入力ポートにラインDIN上のデータが与え
られるようにプログラムされているものとする。
1.1に用いられた第6図のメモリセルを制御するため
の二重制御手段について次に説明する。ファンクション
ジェネレータF1.1及びG1.1の動作に関しては第
8図に更に詳細に図示されている。第5a図に示された
ファンクションジェネレータ人力F1〜F4が複数の信
号から選択されたものとして第8図に示されている。成
る実施例に於ては、F4人力信号を選択する対象として
18本のラインが設けられている。複数の信号から選択
を行うための種々の変形例及び手段が可能である。第5
b図は、F1信号を選択するりべき16本のライン及び
F4信号を選択するべき14本のラインを示しており、
各ラインは個別のメモリセルにより制御される。第8図
に示された変形例によれば、二段階の選択過程により1
8本のラインの1本のみから信号を選択する。18本の
それぞれに於て得られる信号はB81により示されるバ
ッファ回路を介して次段に送られる。
び3つの信号からなる1つのグループに分類される。ト
ランジスタM81などのようなバストランジスタは、各
信号のグループから1つの信号を選択するようにマルチ
プレクサにより制御され、トランジスタM82などのよ
うなバストランジスタは、信号のグループのいずれか1
つのグループを選択するようにこのマルチプレクサによ
り制御され、18本のラインから単一の信号のみがF4
信号として取り出される。このF4信号はインバータ1
81により反転され、−NORゲートN0R81及びN
0R82の入力として与えられる。
ゲートN0R83及びN0R84(7)入力として与え
られる。
ァンクションはインバータ183により反転さtLNO
RゲートN0R82及びN0R84の人力として与えら
れ、更にインバータI84により反転され、NORゲー
トN0R81及びN0R83に供給される。この構成に
於ては、NORゲートN0R81〜N0R84のうちの
1つのみが論理「1」出力を発生し、従ってトランジス
タT81b−T84bいずれか1つのみが導通する。
モリセルM1.1及びMl、2のみが図示されている。
憶されたワードのビットを提供する。メモリセルM1.
1及びMl、2などのようなメモリセルのそれぞれが第
6図に示されているように構成される。第8図に於てロ
ジックアレイ全体を設定する動作の間にメモリセルM1
.1及びMl、2を設定するためのラインにラベルDy
l及びDy2がそれぞれ付される。それぞれのアドレス
ラインにはラベルA x 1 、A x 2が与えられ
ている。云うまでもなく、メモリセルM1.1及びMl
、2は、例えばAxlからなる同一のアドレスラインの
制御下に於て加えられたデータにより設定されるもので
あって良い。
16に対してアクセスを行いたい場合には、設定動作中
にメモリセルWE−Fに対して論理「0」をロードし、
NORゲートN0RFHIに対して論理「1」を与え、
NORゲートN0RFHIをイネーブルすることにより
、NORゲートN0RFHIもANDゲートANDFH
Iによりイネーブルされたことを条件として、ラインW
E上のライトイネーブル信号に応答してNORゲ−)N
ORFHIをイネーブルする。
モリセル或いはGファンクションジェネレータのメモリ
セルにアドレスを行うための手段を示し、ていない。し
かしながら、GファンクションジェネレータF1.1の
メモリセルは、第8図に示されたFファンクションジェ
ネレータをアドレスするためのものと以下の意思外に関
しては同様の構成を有する回路によりアドレスされ、読
み取られ、書込が行われる。信号H1がANDゲートA
NDFHIに与えられ、その補数「]がANDゲートA
NDGHIに与えられる。マルチプレクサMUX51は
、信号DIN及びπ]のいずれがGファンクションジェ
ネレータに供給されるべきかを選択する。信号DINが
Gファンクションジェネレータに供給された場合には、
Hl及び「ゴが互いに補数信号であることから、Fファ
ンクションジェネレータ及びGファンクションジェネレ
ータのいずれか一方のみが各時点に於てアドレスされる
。このようにして、データラインDINは、Fファンク
ションジェネレータF1.1及びGファンクションジェ
ネレータG1.1の両者のメモリセルに対してデータを
提供するために用いることができる。本明細書に於て詳
しく説明された実施例に於ては、各ファンクションジェ
ネレータF1.1及びG1.1に於て16個のメモリセ
ルが用いられ、各メモリセルのそれぞれをアドレスする
ために4本の入力ラインが用いられている。しかしなが
ら128個のメモリセル及び6本のアドレスラインとい
った他の数のメモリセル及びアドレスラインを用い得る
ことから、本発明はこの実施例に限定されないとはこと
は云うまでもない。
するものに限定される必要はない。
レータF1.1には、16個のメモリセルM1.1〜M
1.16が用いられており、その内の2つのみが図示さ
れている。第8a図から他のメモリセルの制御の要領も
容易に理解されよう。
ゲートANDGH1の両者をイネーブルし、第5a図の
ロジックブロックが8本のラインF1〜F4.01〜G
4に与えられた信号に応答した単一の出力が選択される
べき32個のセルからなる単一のセルバンクとして、フ
ァンクションジェネレータF1.1及びDl、1内の3
2個のメモリセルを処理するべきか否かを定め、或いは
、第5a図のロジックブロックが、それぞれ別個の出力
が選択された2つの、16個のセルからなるセルバンク
として、ファンクションジェネレータF1.1及びG1
.1内の32個のメモリセルを処理することにより、ラ
インF1〜F4に与えられた信号に応じてF出力を発生
し、ライン61〜G4に与えられた信号に応答してG出
力を発生するか否かを定める。Fファンクションジェネ
レータF1.1のメモリセル(例えばメモリセルM1.
1及びMl、2)に書込まれるべきデータは、第5a図
及び第8図の両者に示されたラインDIN上に与えられ
る。
転された出力を論理「0」とすることにより、MUX5
1のトランジスタ751bを遮断し、ANDゲートAN
DFHI及びANDGHlの人力H1及びπ]をそれぞ
れディスエーブルする。メモリセルM1が論理「1」で
ある場合には、MUX51のトランジスタT51aが導
通し、ラインド1上の信号をファンクションジェネレー
タG1.1に送られるべきデータ信号として利用可能と
する。メモリセルM1が論理「0」である場合には、ト
ランジスタ751aが遮断され、ラインπゴ上の信号が
、GファンクションジェネレータG1.1に送られるべ
きデータを提供しない。
には、トランジスタT51bが導通し、Gファンクショ
ンジェネレータG1.1がラインDIN上のデータを受
は取るようになる。メモリセルM1の反転出力に得られ
たハイレベル信号は、ANDゲートANDFHI及びA
NDGHlにも供給され、ラインH1及びπ]上の信号
がNORゲー)NORFHI及びN0RGHIに供給さ
れるべくイネーブルする。第8図に示されたように、メ
モリセルWE−Fに論理「1」が得られた場合には、N
ORゲートN0RFHIが論理「0」状態となる。メモ
リセルWE−Fが論理「1」であって、Mlが論理「0
」であって(ANDゲートANDFHIを論理「0」と
し)、ライトイネーブルラインWEにローレベル信号が
得られた場合には、ラインH1にハイレベル信号が得ら
れ(ラインH1には論理「0」信号が得られる。)、N
ORゲー)NORFHIによりトランジスタT81Hに
ハイレベル信号が与えられる。従って、トランジスタT
85.1及びT81aなどのトランジスタを制御するべ
く、NORゲートN0R81〜N0R88によりデコー
ドされ、ラインF1〜F4に与えられたアドレスに応答
して、ファンクションジェネレータF1.1のメモリセ
ルM1.1及びMl、2並びに他のメモリセル(本実施
例の場合14個のメモリセル)に書込みがなされる。
びT81Hを全て導通状態とすることにより、各時点に
於てM1〜M16のいずれか1つのみがラインDINに
接続される。第8図に示された実施例に於ては、デコー
ド過程が2段階で行われる。良く知られているように他
のデコードロジックを用いることもできる。メモリセル
M1.2〜M1.4への書込は、ラインF1及びF3が
ローである時のみにハイレベルの出力信号を発生するN
ORゲートN0R85により制御される。
ープは、ラインF1及びF3の信号の異なる組合せによ
りアドレスされる。
85.1〜T85.4がハイレベルとなる。ラインF2
及びF4がローレベルであれば、NORゲートN0R8
1はハイレベル出力信号を発生し、NORゲートN0R
82〜N0R84は全てローレベル出力信号を発生する
。NORゲー)NOR81からハイレベル出力信号が発
生することから、トランジスタT81a及びT81bが
導通する。トランジスタT81Hも導通状態となれば、
インバータIINにより反転されたラインDIN上のデ
ータがメモリセルM1.1に書込まれる。
4に於けるローレベル信号の組合せによっても導通する
ことから、反転され、かつメモリセルM1.1に入力さ
れるDIN上のデータは、インバータ11.1により再
び反転され、Fファンクシジンジェネレータ出力ライン
FAに供給される。云うまでもなく、別個のインバータ
11.1を用いる代わりに、メモリセルM1、lの回出
力をファンクションジェネレータF1.1の出力ライン
FAに供給することもできる。また、15個のセルM1
.1〜Ml、16のそれぞれにインバータ■1.1及び
11.2などを設ける代わりに、ノードN85に於て信
号を反転し、バッファするために単一のインバータを設
けることもできる。しかしながら、そうすることは、信
号の伝達がやや遅延する点で好ましくない。
記憶ユニットとして設定された場合に、それらをFファ
ンクションジェネレータF1.1からのFA出カライン
に於けるシリアル出力として読取ることができる。第5
a図に示されたファンクションジェネレータF1.1か
らのF1出力信号は、第8図のV】出力ラインをインバ
ータに供給することにより得られる。このデータは、ア
レイの設定動作中に、第5b図に示されたF出力ライン
を、アレイの他の部分に位置する第5図に示されたよう
な別のコンフィグラブルロジックブロックの所望の人力
ラインに接続することにより、アクセスすることができ
る、第5b図に示された4つの信号π]、DIN、WE
及びクロックイネーブル信号CEは、ロジックブロック
の周りに物理的に間隔をおいて設けられた相互接続ライ
ンから得ることができる。成る実施例に於ては、これら
の信号はロジックブロック内にてデコードされ、所望の
ラインに加えられることにより、プログラム可能性を一
層高めるようにしている。
ックアレイセルの通常の動作中にデータをロードするた
めの他の実施例も可能である。
に思い至ることができる。例えば組合せロジックファン
クションを提供するようにメモリセルを用いるテーブル
ルックアップ手段について記載したが、AND、OR,
XOR,インバータロジックゲートを接続或いは遮断す
るためにメモリセルを用いるなど他の構成も可能である
。更に、直列接続された2つのインバータを含むメモリ
セルについて説明したが、一般的な6−ドランジスタス
タチツクメモリセルを用い、2つのソースからアクセス
し得るようにすることもできる。更に、上記したロジッ
クブロックは2つのファンクションジェネレータを有す
るものであったが他の数のファンクションジェネレータ
を有するロジックブロックを用い、複数のファンクショ
ンジェネレータ内のメモリセルが異なるワード数の出力
を提供するように制御されるものであっても良い。いず
れにせよ、このような本発明の種々の変形・変更は、本
発明の概念に含まれることを了解されたい。
フィグラブルロジックアレイチップの一部を示すダイヤ
グラム図である。 12a図〜第2d図は、1つのCLB (コンフィグラ
ブルロジックブロック)またはIOBを他のCLBまた
はIOBに接続するための相互接続ラインを有するコン
フィグラブルロジックアレイチップの一部を示すダイヤ
グラム図である。 第3a図は、従来技術に基づくコンフィグラブルロジッ
クブロックを示す。 第3b図は、組合せロジックファンクションの設定条件
を記憶するためのメモリセルを備える別の従来技術に基
づくコンフィグラブルロジックブロックを示す。 第3C図は、第3b図に示された形式の2つのロジック
ブロックにより実現し得るような典型的なロジックファ
ンクションを示す、 第3d図は、各ロジックブロックにより実現し得るロジ
ックの一部を示す。 第4図は、第3a図または第3b図のコンフィグラブル
ロジックブロックを設定するために用いることのできる
形式の従来技術に基づく5−トランジスタメモリセルを
示す。 第5a図は、本発明に基づくコンフィグラブルロジック
ブロックを示す。 第5b図は、第5a図に示されたコンフィグラブルロジ
ックブロックを備えるコンフィグラブルロジックアレイ
の一部を示す。 第6図は、本発明に於て用いることのできる二重アクセ
ス手段を備える5−トランジスタメモリセルを示す。 第7図は、それぞれ設定メモリアレイの制御下に於て2
つのロジックファンクションを提供するようなロジック
ブロックを備えるロジックアレイチップを示すダイヤグ
ラム図である。 第8図は、第5a図のロジックブロック内に於て第6図
に示された分布メモリセルを提供する1つの回路の一部
を示す。 特 許 出 願 人 ジリンクス・インコーボレ イテッ ド 代 理 人
Claims (9)
- (1)複数のコンフィグラブルロジックブロックを有す
るコンフィグラブルロジックアレイであって、 対応する複数のメモリセル内にメモリビットをロードす
ることにより各コンフィグラブルロジックブロックを設
定するための手段と、 前記コンフィグラブルロジックブロックに対応する前記
メモリセルの少なくとも残りの部分の設定が終了した後
に、前記メモリセルの少なくとも幾つかに書込みを行う
ための手段とを備えることを特徴とするコンフィグラブ
ルロジックアレイ。 - (2)前記コンフィグラブルロジックブロックの設定終
了後に前記メモリセルの少なくとも幾つかに書込みを行
うための前記手段が、前記コンフィグラブルロジックブ
ロックにプログラムされたロジックにより制御されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のコンフィ
グラブルロジックアレイ。 - (3)前記コンフィグラブルロジックブロックの少なく
ともいずれか1つが複数のコンフィグラブルロジックブ
ロックからなり、それぞれが前記設定動作の後に前記メ
モリセルの少なくとも幾つかに書込みを行うための手段
を備えていることにより、前記コンフィグラブルロジッ
クアレイが分布メモリを提供することを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載のコンフィグラブルロジックア
レイ。 - (4)前記メモリセルのそれぞれが、互いに補数をなす
出力信号を発生するための2つのノードを備えているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のコンフィ
グラブルロジックアレイ。 - (5)前記メモリセルのそれぞれが、該メモリセルの読
み取り或いは書き込みを、第1のアクセスライン上にて
可能にするための第1のバストランジスタを備えている
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載のコンフ
ィグラブルロジックアレイ。 - (6)前記コンフィグラブルロジックアレイの設定終了
後に、前記メモリセルの少なくとも幾つかに対して書込
みを行うための前記手段が、第2のアクセスラインと、
該メモリセルを前記第2のアクセイラインに対して書込
み得るようにするため第2のバストランジスタとを備え
ていることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の
コンフィグラブルロジックアレイ。 - (7)前記コンフィグラブルロジックブロックの設定を
行った後に書込みを行うための手段を有する前記メモリ
セルが、ランダムアクセスメモリとして機能するように
、前記コンフィグラブルロジックブロックの他のものに
よりアクセスし得ることを特徴とする特許請求の範囲第
3項に記載のコンフィグラブルロジックアレイ。 - (8)前記メモリビットが、所望のロジックファンクシ
ョンのための真理値表を表すことを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載コンフィグラブルロジックアレイ。 - (9)前記コンフィグラブルロジックブロックに対応す
る前記複数のメモリセルが、アドレスされた時に単一の
グループのメモリビットを提供するべく設定可能であり
、かつアドレスされた時に複数のグループのメモリビッ
トを提供するべく設定可能であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載のコンフィグラブルロジックア
レイ。
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