阻變FPGA關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著集成電路工藝的不斷演進，F(xiàn)PGA的集成度越來越高，功耗、面積及制造成本等與ASIC之間的差距越來越小，加之在動態(tài)可重構(gòu)領(lǐng)域的優(yōu)勢，使其大有替代 ASIC成為數(shù)字電路設計主要載體的趨勢。然而，現(xiàn)今主流 SRAM型FPGA使用掉電丟失數(shù)據(jù)的 SRAM存儲配置信息，上電時需要從片外非易失存儲芯片如 PROM或 FLASH載入配置位流，使得這種 FPGA的配置信息容易被竊取。PROM和 FLASH占據(jù)了相當?shù)陌寮壝娣e，還增加了電路系統(tǒng)的尺寸

2、。針對SRAM型FPGA存在的上述問題，本文從向SRAM型FPGA中集成憶阻器的角度提出了一種解決方案。
　　憶阻器是一種新型存儲器件，它具有非易失性和可重復編程性，還兼容標準CMOS工藝。利用憶阻器這一優(yōu)點，本文將憶阻器與SRAM相結(jié)合，得到了一種ReSRAM編程點?；谶@種編程點的阻變 FPGA配置信息的安全性大大增強并能夠快速上電啟動，配置存儲陣列能夠被逐幀配置。本文還設計了基于這種編程點的非易失性查找表和可編程開關(guān)電路，以

3、及針對阻變FPGA的編程通道與配置流程。
　　本文使用基于憶阻器導電細絲原理的Verilog-AMS仿真模型和中芯國際0.13μm標準CMOS邏輯工藝庫，在Cadence的AMS仿真平臺下對文中的電路進行仿真驗證。
　　仿真與理論分析的結(jié)果表明：本文所設計的查找表能夠完全兼容 SRAM FPGA的查找表，而可編程開關(guān)的延遲也與SRAM型 FPGA可編程開關(guān)的延遲沒有任何區(qū)別，所設計的編程通道能夠?qū)eSRAM編程點進行類似