专利名称：现场可编程门阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路技术。
背景技术：
现行商用的FPGA芯片通常有多种电源需求，如内核、10、 PLL 等，最基本的是内核电压(VCCINT)和I/0电压(VCCIO)。
内核电压(VCCINT)为FPGA内部可编程逻辑和输入缓冲器供电， 通常比较低，为1.5V或1.2V。内核功耗取决于时钟频率和内部逻辑 单元的使用率。由于该负载呈高容性，FPGA内核对瞬态响应的要求 非常严格，内核电压必须缓慢单调增加，并且要求在固定时间内上升 到稳定的电压。
I/O电压(VCCIO)是为输出缓冲器供电。因系统应用环境需要， FPGA芯片通常需要支持多种单端及差分10电压标准，如LVTTL、 LVCMOS、 LVDS、 LVPECL等。现行商用FPGA的10标准电压配置，通 常是在EDA工具里选择10引脚的兼容电压标准，而在相应块区(BANK) 的电源引脚(VCCIO引脚)上供电。以FPGA芯片内有4个BANK的I0 为例，多组电源供电方案如图l所示。
这种多个供电需求情形增加了板级系统电源管理电路的复杂性、 成本，降低了系统稳定性，甚至稍有不当，可能造成烧毁IO或电路 的情形。同时对于固定的硬件电路来说，想变更某一BANK上IO的电 压输出是要以付出更多硬件变动为代价的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的FPGA电源管理技
术，以降低系统电源管理的复杂度、成本，增加系统稳定性。 本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，现场可编程门阵
列，包括内核、10单元，其特征在于，在FPGA内部设置有电源模 块和10电源配置模块，所述电源模块为DC-DC电源模块，用于为FPGA 内部的各个单元供电，所述10电源配置模块用于配置工0单元的电平。
所述电源模块位于芯片的一角，所述10电源配置模块位于相邻 两个BANK之间。所述电源模块具有不同电平的输出。
本发明的有益效果是，以单一电源电压输入给FPGA，用户只需 使用EDA工具，即可完成对各个BANK上IO的电平标准的配置，而且 这种配置具有可编程性，可以在不改变硬件的情况下改变各个BANK 上I0的输出电压。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
图1是现有技术的示意图。
图2是本发明的示意图。图中1为10电源配置模块。 图3是电源模块示意图。 图4是10电源配置模块示意图。 图5为作为一个实施例的10电源配置模块示意图。
具体实施例方式
本发明采用单一电源电压输入给FPGA，芯片内部采用直流一直流(DC — DC)电源技术分别为内核、IO或其他IP资源提供所需要的 各种电压规格，同时增加10电源配置模块，使各个BANK的电平标准 实现可配置。用户只需使用EDA工具，即可完成对各个BANK上10的 电平标准的配置，而且这种配置具有可编程性，可以在不改变硬件的 情况下改变各个BANK上10的输出电压。
以4个Bank为例说明，参见图2。在FPGA内部设置有电源模块 和10电源配置模块，所述电源模块为DC-DC电源模块，用于为FPGA 内部的各个单元供电，所述10电源配置模块用于配置10单元的电平。
就增加的模块在芯片内位置来讲，DC-DC电源模块可以IP的形式 放在芯片某一角， 一方面以便于最近地连接DC-DC电路所需的不易集 成的外置元件，如大电感或大电容等，另一方面也不会影响芯片内核 或其他IP资源。10电压可配置模块可以放在两个BANK之间，以便 集中管理，节省芯片面积。正如上图2所示意的那样。
DC-DC变换技术是一种将直流电压(DC)变换成另一种直流电压 (DC)的电源变换技术。由于FPGA芯片内部需要多种电源电压，因 此需要采用多路输出技术。DC-DC电路原理框图如图3所示。
10电源配置模块用于将10区块(BANK)配置为用户指定的电压 标准，由可编程连接开关、配置存储位等组成，即将相应的DC-DC电 路电压输出通过可编程连接开关连接到BANK的电压输入端。用户在 使用EDA工具约束10引脚时，同时约束相应BANK电平标准。EDA工 具自动实现BANK电平值的配置。而且这种配置是可以重复的，即在 硬件不变的情况下，用户可以通过反复改变IO电平标准。以某一 BANK为例，当用户将该BANK电平标准约束为LVCM0S时， EDA工具自动生成配置信息，将DC-DC电路电压输出的3. 3V连接到 该BANK的电压输入端。如图4、 5。
本发明的说明书已对技术内容作了充分的说明，本领域的技术人 员能够依据本发明的说明书无困难的实施本发明的技术方案，并且 FPGA的内部物理结构属于公知技术，故不再对具体的微结构作更多 的描述。
权利要求
1、现场可编程门阵列，包括内核、IO单元，其特征在于，在FPGA内部设置有电源模块和IO电源配置模块，所述电源模块为DC-DC电源模块，用于为FPGA内部的各个单元供电，所述IO电源配置模块用于配置IO单元的电平。
2、 如权利要求1所述的现场可编程门阵列，其特征在于，所述 电源模块位于芯片的一角，所述10电源配置模块位于相邻两个BANK 之间。
3、 如权利要求1所述的现场可编程门阵列，其特征在于，所述 电源模块具有不同电平的输出。
全文摘要
现场可编程门阵列，涉及集成电路技术。本发明包括内核、IO单元，其特征在于，在FPGA内部设置有电源模块和IO电源配置模块，所述电源模块为DC-DC电源模块，用于为FPGA内部的各个单元供电，所述IO电源配置模块用于配置IO单元的电平。本发明的有益效果是，以单一电源电压输入给FPGA，用户只需使用EDA工具，即可完成对各个BANK上IO的电平标准的配置，而且这种配置具有可编程性，可以在不改变硬件的情况下改变各个BANK上IO的输出电压。
文档编号H03K19/177GK101488748SQ200910058328
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月13日 优先权日2009年2月13日
发明者孙振维, 波 曾, 平 李, 李文昌, 谢小东, 阮爱武 申请人:电子科技大学;成都华微电子系统有限公司