JPH0766718A - プログラム可能論理用ウェファ・スケール構造 - Google Patents

プログラム可能論理用ウェファ・スケール構造

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JPH0766718A
JPH0766718A JP6188816A JP18881694A JPH0766718A JP H0766718 A JPH0766718 A JP H0766718A JP 6188816 A JP6188816 A JP 6188816A JP 18881694 A JP18881694 A JP 18881694A JP H0766718 A JPH0766718 A JP H0766718A
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signal lines
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Gregory S Snider
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ウェファ・スケールの集積に対する適応性を高
めたFPLAを提供する。 【構成】プログラム可能ゲートアレイを構成する論理お
よび選択経路セルであって、このゲートアレイは、ウェ
ファ表面に論理および選択経路セル単体をタイル状に配
列して構成される。この論理および選択経路セルは、論
理セル12〜19および選択経路回路20〜27の双方
を備え、論理セルを階層的選択経路システムのすべての
レベルに接続させて、種々の論理セル間の接続を達成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路、特に、プロ
グラム可能論理アレイの改良構造に関する。
【0002】
【従来の技術】本論に先立って、プログラム可能論理
を、高速で任意のトポロジーを持つ他のディジタルシス
テムをエミュレートするためにユーザーが構成できる固
定配線のディジタル回路であると定義する。それは高速
論理シミュレータや数分の1の費用で、あるタスクにお
いてスーパーコンピュータに勝る機能を持つ構成可能な
コンピュータエンジンを作成するために使われる。数十
万ゲートの大規模ディジタル回路をエミュレートする機
能を持つプログラム可能論理システムは高価で、通常、
1エミュレートゲート当たり1〜2ドル程度の費用を要
し、さらに多数の複雑な印刷基板に配分される大量の集
積回路を必要とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】あるクラスのプログラ
ム可能論理は、フィールド・プログラマブル・ゲートア
レイ(FPGA)技術に基づいている。この方法の背後
にある基本的な着想は、固定的なトポロジーの中で、い
くつかのFPGAを結合することである。それぞれのF
PGAは2つの型の資源を包含している。1つは、プロ
グラム可能かまたは特定の論理機能、つまり、ANDや
排他ORのような機能を果たすために構成される、いく
つかの論理セルであり、2つめは、その論理セルを相互
接続し、さらに外部入出力ピンと接続するためにプログ
ラム可能な経路選択のための資源である。プログラムさ
れたFPGAはシミュレートされる全論理システムの部
分集合である有用な論理回路を形成する。つまり結合さ
れた全てのFPGAが、望みの論理システムを機能的に
シミュレートするのである。このような構成のFPGA
群は、変更できないように物理的に接続されているの
で、ある論理システムのシミュレーションをするために
は、相互接続されたFPGA上に、対象としている論理
システム用の回路のマッピングをする必要があり、その
原回路の論理機能や相互接続はそのFPGAのプログラ
ムで詳細に記述される。経路選択回路網を経由して互い
にその処理結果を交換し、FPGA内の論理セル群が並
列的に計算を実行するので、高速シミュレーションが可
能である。
【0004】百万ゲート以上の大容量とクロックレート
が1MHz以上の高速性を持つプログラム可能論理を設
計する場合には、いくつかの、また、度々、競合や危険
性が伴う。第1に任意の論理システムを固定のトポロジ
ー上にマッピングまたは”コンパイル”することは難し
く、計算処理の面で高価な手続きである。構造が上記の
マッピング問題を単純で疎結合の副問題に分割すること
を可能にすると、上記の問題は本質的に低減される。
【0005】第2に、汎用でプログラム可能な構造は広
範囲な客先設計または客先アルゴリズムのエミュレート
に使われるので、客先設計の最適化レイアウトの場合よ
り、より多くの経路選択や論理の”オーバーヘッド”が
発生する。コンパイル可能な目標を供給している間に、
このオーバーヘッドは妥当な範囲内に収まらなければな
らない。
【0006】第3に、構造の設計とその実装は、遅延の
ためのデータ経路を最適化する時に必然的に連結され
る。
【0007】最後に、その構造のトポロジーや物理的な
構成は直接的にその実施の困難さに影響する。単純な相
互結線を持つ規則的な構造は、より簡単に製造できる。
【0008】これらの問題には、定型的な構造の回路網
用の階層構造を使用した論理構造により最良の対処がな
される。その経路選択構造はツリー状の経路選択回路で
構成されている。そのツリー構造のルート・ノードは、
FPGAに入力と出力の回線を提供し、リーフ・ノード
は論理セルに接続される。
【0009】外部接続の数を最小にするために、1枚の
ウェファ上にその構造を作ることには、利点があるはず
である。従来のプログラム可能論理システムの構造は、
ウェファ・スケールの集積に対する適応性に問題がある
ことが分かっている。従来のシステムでは、経路選択機
能は別の経路選択チップに納められてきた。つまり、そ
のシステムは基本チップと論理チップという2つのクラ
スで構成されていた。この方法には、ウェファ・スケー
ルの実装を必要とする設計の場合に、2つの重大な欠点
がある。第1点は、そのシステムのトポロジーが変わる
と、そのウェファは全面的に再設計されなければならな
い。例えば、ツリー経路選択構造で違うレベル数のシス
テムを設計すると、全部の経路選択セルの大きさと形状
を変えなければならない。その場合、新しいセル群はそ
のウェファに適合する大きさでなければならない。
【0010】第2点は、この種の設計は部品故障に対応
することが難しいことである。ウェファ・スケール集積
における重要な見地は、部品製造ミスへの対応の必要性
である。通常、追加の部品が用意され、その追加部品を
故障部品と交換する方法が用意されている。または、動
作しない部品の場所が分かった場合、そのシステムは1
個または複数個の部品が無くても十分に動作できなけれ
ばならない。
【0011】
【課題を解決するための手段】広く言えば、本発明の目
的は、改良型FPGAシステムの提供である。
【0012】本発明の別の目的は、従来のFPGAシス
テムよりさらに容易にウェファ・スケール集積に適用で
きるFPGAシステムの提供である。
【0013】本発明のさらに別な目的は、単一のサブユ
ニットで構成できるFPGAの提供である。
【0014】本発明の上記および他の目的は、下記の発
明の詳細な説明や付属の図面により、当業者には明確で
あろう。
【0015】本発明は、FPGAの製造での使用に特に
適合した論理および経路選択セルで構成されている。論
理および経路選択セルは、p>1のとき、p本の信号線
を包含する1つの論理セルバスを持つ1個の論理セルを
含んでいる。その論理セルは、少なくとも1本の信号線
での受信々号に関する処理を実行し、少なくとも1本の
信号線上に処理結果を表す信号を発生させる。その論理
および経路選択セルは、個々の信号バスが複数の信号線
を含む複数の信号バスをも包含する。その信号バスに
は、順番に0からある決まった数までの番号がつけられ
る。その論理および経路選択セルは、個々のスイッチ
が、ある1つのバスにある1本の信号線と他のバスにあ
る1本の信号線とを結びつける、プログラム可能な複数
のスイッチも包含する。そのスイッチ群は、信号バスk
にある少なくとも1本の信号線が、k=1,2,..と
して、信号バス(k−1)にある少なくとも1本の信号
線に接続され、論理セルバスにあるp本の信号線のうち
の1本が、バス0にある1本の信号線に接続されるよう
に、配置される。
【0016】複数の論理および経路選択セルは、FPG
Aを形成するように相互接続される。奇数番号のバスの
信号線は、平行な水平配列に並べられ、偶数番号のバス
の信号線は、平行な垂直配列に並べられる。隣接セルが
あるか、その信号線にブレ−クがない場合、1個の論理
および経路選択セルの個々の信号線は、隣接する論理お
よび経路選択セルの対応する1本の信号線と接続され
る。ブレーク群は上記の2次元配列の定められた場所に
ある信号線群に設置され、その場所は上記の信号線が属
しているバス番号に依存する。
【0017】
【実施例】本発明は現在達成されているものより低いコ
ストでより高い性能のプログラム可能論理システム用の
可能性を提供し、ウェファ・スケール集積の長所と欠点
によく合ったプログラム可能論理用の構造に係わる。本
構造は多重レベルの経路選択回路網と論理セル用の両方
の経路選択構造を包含する単一セルから成る。さらに、
このセルは単一ウェファの表面にタイル状に組み合わさ
れる。本発明は、図1の10で示す階層構造の経路選択
設計を用いた単純なFPGAの参照により容易に理解さ
れるはずである。FPGA10は3つのレベルのルータ
22〜24に接続された複数の論理セル12〜19から
成る。ルータの第1レベルは、論理セルに結線されてい
る4つのルータから成る。ルータの第2レベルは第1レ
ベルのルータと結線されているルータ25と26から成
る。ルータの最後のレベル24は、第2レベルのルータ
と結線され、入出力回線との結線をするルータ27から
成る。各ルータはルータから出るバスとルータに入るバ
スとの間の交互結線をするための複数のスイッチ・ポイ
ントから成る。標準的なスイッチ・ポイントを30で示
す。交互接続スイッチは論理セルと入出力回線との間の
種々の結線をするために使われる。論理セル12と15
を接続する経路は、図1の太線で示す。
【0018】従来のシステムにおけるこの種のFPGA
のレイアウトを図2の100で示す。FPGA100は
4つのファン・アウトを持つ3つのレベルのルータを包
含する。各レベルのルータはその下のレベルにある4つ
のルータ(または論理セル)に接続している。ルータの
レベルは集積回路の表面を覆う1組の入れ子構造のセル
と見ることもできる。最小の回路網は論理セル群とレベ
ル0ルータ群から成る。例えば、ルータ101は論理セ
ル104を標準とする4つの論理セルと接続している。
この組み合わせの4組がルータ102に結線されてい
る。次に、レベル1のルータで終端されている4組は、
ルータ103等に接続されている。
【0019】この型の構造は1枚のウェファの全面を満
たし、表面の効率的な活用をするけれども、幾つかの欠
点がある。第1に、FPGA100を形成するのに大量
の異種構造が必要となる。ルータの各レベルは、他のレ
ベルで使われているルータとは違う形状のものを使う。
従って、64,000論理セルと4つのファン・アウト
を持つシステムは、論理セルに加えて8レベルのルータ
が必要になる。従って、このシステムを構築するために
は、9つの基本構造が必要になる。例えば、ルータに使
われている論理セルまたはスイッチが設計変更された場
合、全ルータの構造がそのウェファ上の新しい空間に合
うように再設計されねばならない。従って、大規模なF
PGAの設計変更の費用が法外になる可能性がある。
【0020】第2に、ウェファ・スケール集積は不良ス
イッチ・ポイントあるいは不良論理セル、およびその両
方を処置する手段が必要である。1つの論理セルが故障
すると、FPGA上で実行される応用プログラムをコン
パイルするシステムは、その論理セルを避けることがで
きる。しかし、その場にあるルータが使用不能な場合、
故障したスイッチ・ポイントは多くの論理セルを失わせ
る可能性がある。従来のFPGAシステムは、この故障
に対してルータやその関連サブツリーを失うことを防ぐ
方法を持っていない。
【0021】本発明に係わるFPGAは論理セルと共に
図2に示すフラクタルなタイル状で多重レベルの階層構
造システムの経路選択機能の両方を統合した論理および
経路選択セルで構成されている。本発明に係わる論理お
よび経路選択セル200は、図3に示す。論理セルはバ
ス204を経由してレベル0の経路選択バス207に接
続されたP個のピンを持つとする。スイッチ・ポイント
230はバス204の回線とバス207の回線だけを接
続するために使われる。バス207の回線数は、PのK
倍である。Kが決められる方法は以下に詳述する。以下
の議論のために、クロス・ポイントは、バス204のP
本の各回線をバス207の関連するK本の回線のうち1
本以上の回線との接続を可能にするといえば十分であ
る。レベル0の経路選択機能とレベル1の経路選択機能
との接続は、クロス・ポイント231が行っている。
【0022】クロス・ポイント231はバス213のQ
P本の回線をバス207のKP本の回線と接続してい
る。Qが決定される方法も以下に詳述する。
【0023】一般的に、各レベルの経路選択毎に1つの
バスがある。偶数のレベルは水平バス207〜209に
対応する。奇数レベルは垂直バス211〜213に対応
する。各偶数バスの回線数は本発明の実施例においてす
べて同じである。同様に、各奇数バスの回線数も本発明
の実施例において同じである。しかし、この規則に従わ
ない実施例も機能するであろう。各レベルのバスを接続
する1組のスイッチ・ポイントがある。つまり、k番目
のバスは、そのバスと(k−1)番目のバスとを接続す
る1組のスイッチ・ポイントと、そのバスと(k+1)
番目のバスとを接続する他の組のスイッチ・ポイントを
持つ。
【0024】各ルータに必要な水平および垂直の経路選
択回線数はその階層構造の経路選択段のファン・アウト
数とFPGAの論理モジュールの数の関数である。その
数はレント(Rent)のルールを使って推定できる。レント
のルールとは、「n個の部品、つまり、論理ゲートから
成り、1部品当たり平均p個の信号ピンを持つ論理回路
は、pnalpha個の入力および出力信号を必要とする」
というものである。ここで、alphaは0.5から0.7
5の間の数である。
【0025】レントのルールの重要な応用は、論理シス
テムの最小切断区分(min-cut partitioning)の結果の
概略の予測である。最小切断区分とは、ある区分から他
の区分へ交錯しなければならない信号の数が最小になる
ようなN個のほヾ等しい区分に回路を分割する過程をい
う。例えば、最小区分法を使って2つの区分に分かれ、
ゲート当たり平均pピンを持つg個のゲートから成る回
路を考える。区分の後、各2分割回路は約g/2ゲート
から成る。この区分で切断される信号線の数は、p(g
/2)alphaと推定できる。各区分が少数のセルになる
まで、最小区分法の手順を繰り返すと、階層構造が抽出
される。その構造の各レベルは区分の1つのレベルを表
している。
【0026】経路選択副回路網はルータの水平配列とし
て実装されうる。各ルータはβ本の信号線とその上のレ
ベルを接続し、N組のγ本の信号線をその下のレベルと
接続する。N=4でalpha=0.5の場合、β=2γと
なる。それはまたt個の論理セルを持つFPGAに対し
て、セル当たりの水平回線の最適数は約(3p/4)l
og2(t)であり、セル当たりの垂直回線の最適数は
約(3p/8)log2(t)である。
【0027】水平回線と垂直回線とを接続するスイッチ
・ポイントは、全部にある必要はない。個々の水平また
は垂直の回線は、図1に示すように位相的に等価な回路
網にあるルータの水平回線に対応している。階層構造の
回路網にある全ての水平の経路選択回線は、その回線上
にあって、固定した同数のスイッチを持つ。従って、論
理と経路選択のセルを共に結合して持つ最終的な回路網
にある各回線は、同数のスイッチを持てば十分である。
以下により詳しく述べるように、経路選択回線のレベル
が高くなればなるほど最終的なゲート配列の長さは長く
なる。つまり、単位長さ当たりの、言い換えると論理お
よび経路選択セル当たりのスイッチの数は低位のレベル
の経路選択回線数より低くできる。レベル0/レベル1
スイッチ・ポイントが全てに行き渡っている、つまり、
水平と垂直の経路選択回線の各交点に1つのスイッチが
あるとすると、レベル2/レベル3スイッチ・ポイント
およびレベル3/レベル4スイッチ・ポイントは、単に
1/4の密度で良いことが分かる。同じく、レベル4ま
たはレベル5のスイッチ・ポイントは、たった1/16
の密度でよい。
【0028】上記の信号線とスイッチ・ポイントの最適
数が、信号線またはスイッチ・ポイントのどちらかに欠
陥が無いことを前提にしていることに注意が必要であ
る。追加の信号線やスイッチ・ポイントは、その後の論
理セルの試験でそれが故障していることが分かったとき
に交換部品とするために用意されている。
【0029】本発明に係わる論理および経路選択セル群
がFPGAを形成するために接続される方法を、N=4
としてより詳しく説明する。図4が本発明に係わる論理
および経路選択セルで構成されているFPGA300の
一部を図解している。標準的な論理および経路選択セル
を302に示す。レベル0,2および4の経路選択バス
は各々303〜305で示す。同様に、レベル1,3,
および5の経路選択バスは、306〜308で示す。階
層構造の最下位のレベル、つまりレベル0は、水平に4
個の論理および経路選択セルのグループを接続して構成
する。標準的なグループは312で示す。このグループ
内に、各セルの経路選択バス303〜305が隣接する
論理および経路選択セルの対応する経路選択バスに接続
される。そのグループの境界において310で示すレベ
ル0の経路選択バスにブレーク(切断)が入れられる。
【0030】同様に、階層構造の第1レベルは、4x4
の論理および経路選択セルのグループを形成するため
に、4組の水平のレベル0グループをグループ化するこ
とで構成される。このグループ化を314と316で示
す。これらの4x4グループのそれぞれの内部で、ある
特定の論理および経路選択セルの全ての垂直バス306
〜307は、隣接する論理および経路選択セルの関連す
る垂直バスに接続される。グループの境界で320で示
すレベル1バスの各々にブレークが入れられる。
【0031】階層構造の第2レベルは、水平方向に4組
の4x4グループを組み合わせて構成される。その第2
グループ内で、各セルのレベル2,3,4,...の経
路選択バスが、隣接するセルの関連するバスに接続され
る。各第2レベルグループの境界で、その端部にある各
セルのレベル2経路選択バスにブレークが入れられる。
【0032】階層構造の第3レベルは、垂直方向に4組
のレベル2グループを組み合わせて構成される。その第
3レベルのグループ内で、各セルのレベル3,
4,...の経路選択バスが、隣接するセルの関連する
バスに接続される。各第3レベルグループの境界で、そ
の先端にある各セルのレベル3経路選択バスにブレーク
が入れられる。論理および経路選択セルの全16x16
配列のレベル0〜3バスの結線の概観を図5〜8に示
す。この手順は特定のFPGAに望まれるだけのレベル
数になるまで続けられる。
【0033】本発明の実施例で、水平および垂直バスの
接続方法は、論理セル402を持つ論理および経路選択
セル400を図示している図9により容易に理解され
る。水平バス412は、一方の隣接セルと接している1
組のプログラム可能で双方向のバッファ420を経由し
て、次の水平セルに繋がっている。同様に、垂直バス4
14は、上記のセルの上の隣接セルと接している1組の
プログラム可能で双方向のバッファ410を経由して、
次の垂直セルに繋がっている。各バッファは、プログラ
ムでその各側面の回線の切り放しができる。従って、経
路選択回路長は、バッファの適正な構成で簡単に決定で
きる。
【0034】バッファ回線のブレークも、適当な点で回
線を単に切断するだけで実施できることは当業者なら明
確に理解できる。この方法は、論理および経路選択セル
毎の各回線にバッファを必要としない利点がある。しか
し、この方法では各論理および経路選択セルが、他の論
理および経路選択セルと全く同じにはならないセル構造
になる。これらの2つの方法の組み合わせが使用される
ことは、当業者には明白であろう。
【0035】上記の構造は、ウェファ・スケール集積に
非常に適合している。FPGAチップはそれ自体がウェ
ファ上にタイル状に配置されうる。個々のチップは隣接
するチップの水平および垂直回線が接続されるようにウ
ェファ上に配置される。本発明の実施例で、各チップは
その領域内に論理および経路選択セル用の構成および制
御の回路を持っている。
【0036】上記の本発明の実施例が階層構造の各レベ
ルで同じファン・アウトであるという見地で記述された
が、ある特定のレベルの全てのルータが同じファン・ア
ウトを持つ混合ファン・アウト・システムが可能である
ことは、当業者には明白であろう。そのようなシステム
では、階層構造の異なったレベルでのファン・アウトは
相違する。好ましいファン・アウトは、4から16の間
である。
【0037】上述の本発明の実施例は、従来技術の本質
的な改良を表しているが、システム性能を向上するため
に、スペースが許すなら、論理および経路選択セルに、
さらにクロスバースイッチを追加できる。これらの追加
スイッチ・ポイントを使用した論理および経路選択セル
500を図10に示している。論理および経路選択セル
500は、論理セル502も経路選択階層構造の全レベ
ルに直接接続されているために、上記の論理および経路
選択セルとは異なっている。これは、論理セル502か
らのp本の信号線とレベル0の経路選択バス以上の各経
路選択バスの信号線に接続するスイッチ・ポイントの設
置によって達成される。バス504と505に係わるス
イッチ・ポイントは、それぞれ531と532で示す。
偶数番号のレベル506〜508に係わるスイッチ・ポ
イントは、それぞれ520〜522で示す。レベル0経
路選択バス503には追加のスイッチ・ポイントは不要
である。なぜなら、このバスは既に経路選択セル502
からその信号線に接続されているからである。
【0038】論理セルを通過する全ての層の経路と論理
セルを接続すると、経路選択の短縮化が可能になる。例
えば、これらの追加スイッチ・ポイントが無い場合、2
つの非常に離れた論理セル同士を接続する信号は、その
起点から目的地に向かって階層構造を上下し、横断しな
ければならない。追加の結線は、その信号源から目的地
まで結線するために、必要な最高のレベルの経路に直接
的に飛ぶことで経路を短縮できる。同様に、目的地で、
その信号は0より高いレベルから直接的に経路選択され
うる。この種の経路選択はオーバーヘッドと伝播遅延を
短縮する。
【0039】本発明に対する種々の変形は、前述の説明
や添付の図面から当業者には明白である。従って、本発
明は下記の請求範囲によってのみ限定される。
【0040】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様毎に列挙する。
【0041】1. p本の信号線からなる論理セルバス
を備え、少なくとも1つの上記信号線で受けた信号を処
理して少なくとも1つの上記信号線に上記処理の結果を
表す信号の生成をする論理セルと、0から所定番号まで
の複数の信号バスであって、該各信号バスが複数本の信
号線からなるものと、複数のプログラム可能なスイッチ
手段であって、該各スイッチ手段が上記複数のバスのう
ちの1つのバスの信号線を他のバスの信号線に接続する
手段を備え、kは1から予め定められた値までを取るも
のとして、信号バスkの上記信号線のうち少なくとも1
つの信号線と信号バス(k−1)の上記信号線のうち少
なくとも1つの信号線とが接続され、上記論理セルバス
の上記p本の信号線の各々がバス0の信号線に接続され
るように配置されてなるものと、を備えてなる論理およ
び経路選択セル。
【0042】2. 複数のプログラム可能なバッファ手
段を備え、該各バッファ手段が上記複数の信号バスのう
ちの1つのバスの信号線内に集積され、該バッファ手段
が集積された信号線にブレークを入れる手段からなる前
項1記載の論理および経路選択セル。
【0043】3. 上記の複数のプログラム可能なスイ
ッチ手段が上記論理セルのp本の信号線の各信号線と上
記各信号バスの信号線との接続を可能にする前項1記載
の論理および経路選択セル。
【0044】4. 2次元配列の論理および経路選択セ
ルからなるゲート・アレイにおいて、該各論理および経
路選択セルは、p本の信号線からなる論理セルバスを備
え、少なくとも1つの上記信号線で受けた信号を処理し
て少なくとも1つの上記信号線に上記処理の結果を表す
信号の生成をする論理セルと、0から所定番号までの複
数の信号バスであって、該各信号バスが複数本の信号線
からなるものと、複数のプログラム可能なスイッチ手段
であって、該各スイッチ手段が上記複数のバスのうちの
1つのバスの信号線を他のバスの信号線に接続する手段
を備え、kは1から予め定められた値までを取るものと
して、信号バスkの上記信号線のうち少なくとも1つの
信号線と信号バス(k−1)の上記信号線のうち少なく
とも1つの信号線とが接続され、上記論理セルバスの上
記p本の信号線の各々がバス0の信号線に接続されるよ
うに配置されてなるものとを備え、奇数番号の上記バス
の信号線を平行に水平配列し、偶数番号の上記バスの信
号線を平行に垂直配列し、隣接するセルが存在しブレー
クが上記信号線上に無い場合に、論理および経路選択セ
ルの各信号線が隣接の論理および経路選択セルの対応す
る信号線に接続され、ブレークが上記2次元配列の所定
位置の信号線上にあり、該位置が上記信号線の包含され
ているバスの番号に依存していることを特徴とするゲー
ト・アレイ。
【0045】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、現在達成さ
れているものより低いコストでより高い性能のプログラ
ム可能論理システム用の可能性を提供し、ウェファ・ス
ケール集積の長所と欠点によく合ったプログラム可能論
理用の構造を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る階層構造のFPGAのブロック図
である。
【図2】従来の階層構造のFPGAのブロック図であ
る。
【図3】本発明に係る論理および経路選択セルのブロッ
ク図である。
【図4】本発明に係る論理および経路選択セルで構成さ
れたFPGAの一部のブロック図である。
【図5】本発明に係るFPGAの実施例におけるレベル
0でのバス結線を示したものである。
【図6】本発明に係るFPGAの実施例におけるレベル
1でのバス結線を示したものである。
【図7】本発明に係るFPGAの実施例におけるレベル
2でのバス結線を示したものである。
【図8】本発明に係るFPGAの実施例におけるレベル
3でのバス結線を示したものである。
【図9】本発明に係る論理および経路選択セルの別の実
施例のブロック図である。
【図10】本発明に係る論理および経路選択セルのさら
に別の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
10:ステンレス鋼基板 12:フォトレジスト層 16:第1のニッケル層 18:傾斜構造壁 22:フォトレジスト・マスク 26:第2のニッケル層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】p本の信号線からなる論理セルバスを備
    え、少なくとも1つの上記信号線で受けた信号を処理し
    て少なくとも1つの上記信号線に上記処理の結果を表す
    信号の生成をする論理セルと、 0から所定番号までの複数の信号バスであって、該各信
    号バスが複数本の信号線からなるものと、 複数のプログラム可能なスイッチ手段であって、該各ス
    イッチ手段が上記複数のバスのうちの1つのバスの信号
    線を他のバスの信号線に接続する手段を備え、kは1か
    ら予め定められた値までを取るものとして、信号バスk
    の上記信号線のうち少なくとも1つの信号線と信号バス
    (k−1)の上記信号線のうち少なくとも1つの信号線
    とが接続され、上記論理セルバスの上記p本の信号線の
    各々がバス0の信号線に接続されるように配置されてな
    るものと、 を備えてなる論理および経路選択セル。
  2. 【請求項2】複数のプログラム可能なバッファ手段を備
    え、該各バッファ手段が上記複数の信号バスのうちの1
    つのバスの信号線内に集積され、該バッファ手段が集積
    された信号線にブレークを入れる手段からなる請求項1
    記載の論理および経路選択セル。
  3. 【請求項3】上記の複数のプログラム可能なスイッチ手
    段が上記論理セルのp本の信号線の各信号線と上記各信
    号バスの信号線との接続を可能にする請求項1記載の論
    理および経路選択セル。
  4. 【請求項4】2次元配列の論理および経路選択セルから
    なるゲート・アレイにおいて、該各論理および経路選択
    セルは、 p本の信号線からなる論理セルバスを備え、少なくとも
    1つの上記信号線で受けた信号を処理して少なくとも1
    つの上記信号線に上記処理の結果を表す信号の生成をす
    る論理セルと、 0から所定番号までの複数の信号バスであって、該各信
    号バスが複数本の信号線からなるものと、 複数のプログラム可能なスイッチ手段であって、該各ス
    イッチ手段が上記複数のバスのうちの1つのバスの信号
    線を他のバスの信号線に接続する手段を備え、kは1か
    ら予め定められた値までを取るものとして、信号バスk
    の上記信号線のうち少なくとも1つの信号線と信号バス
    (k−1)の上記信号線のうち少なくとも1つの信号線
    とが接続され、上記論理セルバスの上記p本の信号線の
    各々がバス0の信号線に接続されるように配置されてな
    るものとを備え、 奇数番号の上記バスの信号線を平行に水平配列し、偶数
    番号の上記バスの信号線を平行に垂直配列し、 隣接するセルが存在しブレークが上記信号線上に無い場
    合に、論理および経路選択セルの各信号線が隣接の論理
    および経路選択セルの対応する信号線に接続され、 ブレークが上記2次元配列の所定位置の信号線上にあ
    り、該位置が上記信号線の包含されているバスの番号に
    依存していることを特徴とするゲート・アレイ。
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