JPH11317456A - Fpga - Google Patents
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- JPH11317456A JPH11317456A JP12313098A JP12313098A JPH11317456A JP H11317456 A JPH11317456 A JP H11317456A JP 12313098 A JP12313098 A JP 12313098A JP 12313098 A JP12313098 A JP 12313098A JP H11317456 A JPH11317456 A JP H11317456A
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- JP
- Japan
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- input
- fpga
- asic
- ground
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はFPGAに関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an FPGA.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から特定用途向け集積回路であるA
SIC(Application Specific
Integrated Circuit)が用いられて
いる。ところが、このようなASICを開発するにあた
っては、ユーザが望む機能を実現する集積回路を設計
し、それを様々なプロセスを経て評価用のASICを作
製し、そして、評価結果や機能変更等を反映してやはり
様々なプロセスを経てASICを作製し直すことにな
る。このような工程を採用していたのでは、開発期間の
長期化を招き現実的ではない。2. Description of the Related Art Conventionally, an application-specific integrated circuit A
SIC (Application Specific)
(Integrated Circuit) is used. However, in developing such an ASIC, an integrated circuit that realizes a function desired by a user is designed, an ASIC for evaluation is manufactured through various processes, and an evaluation result and a function change are reflected. Then, the ASIC will be manufactured again through various processes. If such a process is adopted, the development period is lengthened, which is not practical.
【0003】そこで、現実には機能構成をユーザが容易
にプログラミングすることができるFPGA(Fiel
d Programmable Gate Arra
y)を使用するケースが多い。このFPGAを用いて、
たとえばASICの試作等を行うことにより、開発期間
等の短縮が可能となり、製品の早期市場投入が実現でき
る。Therefore, in reality, an FPGA (Field) that allows a user to easily program a functional configuration is proposed.
d Programmable Gate Arra
y) is often used. Using this FPGA,
For example, by performing trial manufacture of an ASIC or the like, it is possible to shorten a development period and the like, and to achieve early introduction of a product to the market.
【0004】そして、このようにFPGAが用いられる
場合には、FPGAでの動作検証が完了した場合、また
は製品が軌道に乗った場合等にはFPGAのASICへ
の置き換えが行われる。[0004] When an FPGA is used as described above, the FPGA is replaced with an ASIC when the operation verification on the FPGA is completed, or when the product goes on track.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のFP
GAでは電源やグランドピンの配置が固定的である。し
かしながらASICの標準電源やグランドピンの配置
は、メーカーやデバイスごとに異なっている。このた
め、FPGAの電源やグランドピンの配置が、ASIC
の標準電源、グランドピンの配置と合致しないことが多
々ある。従って、FPGAのASICへの置き換えにあ
たっては、ボードの再設計を伴なうことになってしま
う。こうなると、この再設計にかかる期間等によって開
発期間が長引き、コストの増加につながるという問題が
あった。The conventional FP
In the GA, the arrangement of the power supply and the ground pin is fixed. However, the arrangement of the standard power supply and the ground pin of the ASIC is different for each manufacturer or device. For this reason, the arrangement of the power supply and ground pins of the FPGA
Often, the arrangement of the standard power supply and ground pins does not match. Therefore, replacing an FPGA with an ASIC involves redesigning the board. In this case, there is a problem that the development period is prolonged due to the redesign period and the like, which leads to an increase in cost.
【0006】また、従来のFPGAでは電源やグランド
ピンの配置が固定的であるため、電源やグランドピンを
追加し、動作を安定させる手段をとることができなず、
この点からも容易にFPGAのASICへの置き換えを
行うことができないという問題があった。Further, in the conventional FPGA, since the arrangement of the power supply and the ground pin is fixed, it is not possible to add a power supply and the ground pin and take a means for stabilizing the operation.
Also from this point, there is a problem that the FPGA cannot be easily replaced with the ASIC.
【0007】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、容易にASICへ置き換えることができるFPG
Aを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has been made in consideration of the above circumstances.
A is intended to be provided.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、ASIC(A
pplication Specific Integ
rate Circuit)へ物理的な置換えを可能と
するために標準電源およびグランドピンの位置等をプロ
グラマブルとするFPGA(Field Progra
mmable Gate Array)である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ASIC (A
application Specific Integra
FPGA (Field Program) that allows the standard power supply and the position of the ground pin and the like to be programmable in order to enable physical replacement with a rate circuit (rate circuit).
mmable Gate Array).
【0009】後に説明する図1のように、プログラム
後、配線が低インピーダンスとなり電源、グランド供給
に有利なアンチフューズ、もしくはフューズテクノロジ
を入出力部に用い、再プログラミングが可能で論理の変
更が自在のSRAM、もしくはEEPROMテクノロジ
を内部ロジックに用いることを特徴とする。As will be described later with reference to FIG. 1, after programming, the wiring becomes low impedance, and an antifuse or fuse technology that is advantageous for power supply and ground supply is used for the input / output section, and reprogramming is possible and the logic can be changed freely. SRAM or EEPROM technology is used for internal logic.
【0010】本発明によれば、標準電源やグランドピン
配置がプログラム可能であるため、FPGAでの電源や
グランドの強化、さらにはバイパスコンデンサの内蔵等
も可能である。また、ASICへの物理的マイグレーシ
ョンが可能であるため、ASICへ置き換える際にボー
ドの再設計は不要である。According to the present invention, since the standard power supply and the ground pin arrangement are programmable, the power supply and the ground in the FPGA can be strengthened, and a bypass capacitor can be built in. Further, since physical migration to the ASIC is possible, redesign of the board is not required when replacing the ASIC.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、本発明によるFPGAの一実施の
形態の概略上面図である。FIG. 1 is a schematic top view of an embodiment of an FPGA according to the present invention.
【0013】図1のように、本実施の形態のFPGAは
大別して内部ロジック部10と入出力部20とで構成さ
れる。As shown in FIG. 1, the FPGA of this embodiment is roughly composed of an internal logic unit 10 and an input / output unit 20.
【0014】内部ロジック部10は、プロセスの微細化
が比較的容易で高集積/再プログラム可能なSRAMテ
クノロジを用いたプログラマブルゲートアレイであり、
従来のFPGAの優位性を損なうことはない。The internal logic unit 10 is a programmable gate array using SRAM technology, which is relatively easy to miniaturize the process and is highly integrated / reprogrammable.
The advantage of the conventional FPGA is not lost.
【0015】入出力部20は、アンチフューズテクノロ
ジを用いたプログラマブルな配線領域、入出力バッファ
および入出力パッドを有し、プログラム後の配線インピ
ーダンスは低く、電源供給等に十分かつタイミング特性
もよい。The input / output unit 20 has a programmable wiring area using an antifuse technology, an input / output buffer, and an input / output pad. The wiring impedance after programming is low, sufficient for power supply and the like, and has good timing characteristics.
【0016】入出力部20の配線はプログラム後はハー
ドワイヤとなりASICのタイミング特性と酷似するた
め、タイミング設計の面からもASICへの移行は容易
である。The wiring of the input / output unit 20 becomes a hard wire after programming, and is very similar to the timing characteristics of the ASIC. Therefore, the transition to the ASIC is easy from the viewpoint of the timing design.
【0017】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0018】図2は、図1に示した入出力部20に設け
られる入出力パッドの構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an input / output pad provided in the input / output unit 20 shown in FIG.
【0019】1、2、3および4はスイッチ手段として
のアンチフューズ型の配線プログラム素子(以下、アン
チフューズ素子という)である。このアンチフューズ素
子1、2、3および4は、プログラム前にはアモルファ
スSi等によって絶縁状態にあり、プログラムによって
過電圧を加えることで絶縁破壊を起こし導通状態とな
る。これによって、アンチフューズ素子1、2、3およ
び4の両端に接続された配線同士の接続、非接続をプロ
グラミングすることができる。Reference numerals 1, 2, 3 and 4 denote antifuse type wiring program elements (hereinafter, referred to as antifuse elements) as switching means. The antifuse elements 1, 2, 3, and 4 are in an insulated state by amorphous Si or the like before programming, and are rendered conductive by applying an overvoltage according to the program. As a result, it is possible to program the connection and non-connection of the wires connected to both ends of the antifuse elements 1, 2, 3 and 4.
【0020】図2に示すように、入出力パッド5は、ア
ンチフューズ素子1を介して電源層に接続され、アンチ
フューズ素子2を介してグランド層と接続され、入出力
バッファおよびアンチフューズ素子3、4を介して内部
ロジックのSRAM素子と接続される。As shown in FIG. 2, the input / output pad 5 is connected to the power supply layer via the anti-fuse element 1, connected to the ground layer via the anti-fuse element 2, and provided with the input / output buffer and the anti-fuse element 3. , 4 via an internal logic SRAM element.
【0021】従って、アンチフューズ素子1にのみ過電
圧を加えると、入出力パッド5は電源パッドとなり、ア
ンチフューズ素子2にのみ過電圧を加えると入出力パッ
ド5はグランドパッドとなり、アンチフューズ素子3に
のみ過電圧を加えると入出力パッド5は入力パッドとな
り、アンチフューズ素子4にのみ過電圧を加えると入出
力パッド5は出力パッドとなり、アンチフューズ素子3
および4にのみ過電圧を加えると入出力パッド5は双方
向パッドとなる。Accordingly, when an overvoltage is applied only to the antifuse element 1, the input / output pad 5 becomes a power supply pad. When an overvoltage is applied, the input / output pad 5 becomes an input pad, and when an overvoltage is applied only to the antifuse element 4, the input / output pad 5 becomes an output pad, and the antifuse element 3
When an overvoltage is applied only to the input and output pads 4, the input / output pad 5 becomes a bidirectional pad.
【0022】内部ロジックおよび配線プログラム素子は
SRAMとし、再プログラム可能なものとする。The internal logic and wiring program elements are SRAMs and can be reprogrammed.
【0023】本実施の形態によれば、図2に示したよう
な入出力パッド5を、図1に示した入出力部20の随所
に配置することによって、FPGAにおいて電源やグラ
ンド等の配置を自在に選択することができるようにな
る。According to the present embodiment, by arranging the input / output pads 5 as shown in FIG. 2 everywhere in the input / output section 20 as shown in FIG. You will be able to choose freely.
【0024】図3は、図1に示した入出力部20に設け
られる入出力パッドの構成の別の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the input / output pads provided in the input / output unit 20 shown in FIG.
【0025】この例は、電源およびグランドの供給をさ
らに安定させる策をとった一例であり、入出力パッド5
と電源層との間を複数の配線およびアンチフューズ素子
で接続し、入出力パッド5とグランド層との間を複数の
配線およびアンチフューズ素子で接続している。This example is an example in which measures are taken to further stabilize the supply of power and ground.
And the power supply layer are connected by a plurality of wirings and antifuse elements, and the input / output pad 5 and the ground layer are connected by a plurality of wirings and antifuse elements.
【0026】たとえば、プログラム素子の持つ微小な抵
抗をも許容できない場合、図3に示すように、プログラ
ム素子からパッド寄りで配線を並列に展開することによ
って、対応することができる。すなわち、たとえば、入
出力パッド5と電源層との間の複数の配線に設けた複数
のアンチフューズ素子のみに過電圧を印可することによ
って入力パッド5を安定した電源パッドにすることがで
きる。For example, when the minute resistance of the program element cannot be tolerated, as shown in FIG. 3, it can be dealt with by developing wirings in parallel from the program element near the pads. That is, for example, the input pad 5 can be a stable power supply pad by applying an overvoltage to only a plurality of antifuse elements provided on a plurality of wirings between the input / output pad 5 and the power supply layer.
【0027】図4は、従来ボード上に配置するバイパス
コンデンサをチップの中に内蔵し、論理や端子配置に応
じて必要な数だけバイパスコンデンサを適宜追加可能と
し動作の安定を向上させる例を示す図であり、電源やグ
ランドをプログラマブルとすることの付加価値と可能性
を示す。FIG. 4 shows an example in which a bypass capacitor arranged on a conventional board is incorporated in a chip, and a required number of bypass capacitors can be added as required according to logic and terminal arrangement, thereby improving the operation stability. It is a figure and shows the added value and possibility of making a power supply and a ground programmable.
【0028】なお、入出力用プログラム方法は、アンチ
フューズテクノロジ以外にも、たとえばヒューズテクノ
ロジ等でもよい。The input / output programming method may be, for example, a fuse technology in addition to the antifuse technology.
【0029】また、内部ロジックのプログラム方法は、
SRAMを用いたもの以外にも、たとえばEEPRO
M、アンチヒューズ、ヒューズ等でもよい。Further, a method of programming the internal logic is as follows.
In addition to those using SRAM, for example, EEPRO
M, an antifuse, a fuse or the like may be used.
【0030】また、アンチフューズ素子はアモルファス
Siを使用したものではなく、ONO膜を用いたもので
もよい。The antifuse element does not use amorphous Si but may use an ONO film.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源やグランドを含む端子配置が自在となるため、FP
GA内部論理の配置配線が容易となる。As described above, according to the present invention,
Since the terminal arrangement including power supply and ground can be freely set, FP
The arrangement and wiring of the GA internal logic becomes easy.
【0032】また、電源やグランドを含む端子配置が自
在となるため、FPGAの電源やグランドの強化等が行
え、チップの動作安定性を向上させることができる。Further, since the terminals including the power supply and the ground can be freely arranged, the power supply and the ground of the FPGA can be strengthened, and the operation stability of the chip can be improved.
【0033】また、電源やグランドを含む端子配置が自
在となるため、将来的に置き換えるべきASICと同じ
端子配置とすることができ、置き換えの際のボードの再
設計は不要となる。Further, since the terminal arrangement including the power supply and the ground can be freely arranged, the terminal arrangement can be the same as that of the ASIC to be replaced in the future, and it is not necessary to redesign the board at the time of replacement.
【0034】また、入出力部の配線はプログラム後はハ
ードワイヤとなりASICのタイミング特性と酷似する
ため、タイミング設計の面からもASICへの移行は容
易である。Further, the wiring of the input / output unit becomes a hard wire after programming, and is very similar to the timing characteristics of the ASIC. Therefore, the transition to the ASIC is easy from the viewpoint of timing design.
【0035】また、内部ロジックには再プログラム可能
であり、一般の半導体プロセスの流用が容易なSRAM
素子を用いることにより、微細、高集積および自在な論
理変更を実現できる。An SRAM which can be reprogrammed into the internal logic and can be easily used in a general semiconductor process.
By using the element, fine, high integration and flexible logic change can be realized.
【図1】本発明によるFPGAの一実施の形態の概略上
面図である。FIG. 1 is a schematic top view of an embodiment of an FPGA according to the present invention.
【図2】図1に示した入出力部に設けられる入出力パッ
ドの構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of an input / output pad provided in the input / output unit illustrated in FIG. 1;
【図3】図1に示した入出力部に設けられる入出力パッ
ドの構成の別の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the input / output pad provided in the input / output unit shown in FIG.
【図4】従来ボード上に配置するバイパスコンデンサを
チップの中に内蔵し、論理や端子配置に応じて必要な数
だけバイパスコンデンサを適宜追加可能とし動作の安定
を向上させる例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example in which a bypass capacitor arranged on a conventional board is incorporated in a chip, and a required number of bypass capacitors can be appropriately added according to logic and terminal arrangement to improve operation stability. .
10 内部ロジック部 20 入出力部 1、2、3、4 アンチフューズ素子 5 入出力パッド Reference Signs List 10 internal logic section 20 input / output section 1, 2, 3, 4 antifuse element 5 input / output pad
Claims (8)
なことを特徴とするFPGA。An FPGA wherein the arrangement of power supply terminals is freely programmable.
可能なことを特徴とするFPGA。2. The FPGA according to claim 1, wherein the arrangement of the ground terminals is freely programmable.
特性がASICとコンパチブルであることを特徴とする
FPGA。3. An FPGA characterized in that physical and logical input / output timing characteristics are compatible with the ASIC.
徴とする半導体デバイス。4. A semiconductor device having a built-in bypass capacitor.
前記入出力部の随所に、第1のスイッチ手段を介して電
源と接続され、第2のスイッチ手段を介してグランドと
接続されるパッドを複数有することを特徴とするFPG
A。5. An electronic apparatus comprising: an internal logic unit and an input / output unit;
An FPG comprising a plurality of pads connected to a power supply via a first switch means and connected to a ground via a second switch means at various places of the input / output unit.
A.
段を並列に接続した複数の配線で接続され、前記パッド
とグランドとが複数のスイッチ手段を並列に接続した複
数の配線で接続されていることを特徴とする請求項5に
記載のFPGA。6. The pad and the power supply are connected by a plurality of wirings connecting a plurality of switch means in parallel, and the pad and the ground are connected by a plurality of wirings connecting a plurality of switch means in parallel. The FPGA according to claim 5, wherein:
であることを特徴とする請求項5または6に記載のFP
GA。7. The FP according to claim 5, wherein said switch means is an anti-fuse element.
GA.
Siを用いた素子であることを特徴とする請求項7に記
載のFPGA。8. The FPGA according to claim 7, wherein the antifuse element is an element using amorphous Si.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12313098A JPH11317456A (en) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | Fpga |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12313098A JPH11317456A (en) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | Fpga |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11317456A true JPH11317456A (en) | 1999-11-16 |
Family
ID=14852933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12313098A Pending JPH11317456A (en) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | Fpga |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11317456A (en) |
-
1998
- 1998-05-06 JP JP12313098A patent/JPH11317456A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010213 |