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可编程互连资源(PIR)技术概述
资料介绍
可编程互连资源(Programmable Interconnect Resources,简称PIR)是可编程逻辑器件(PLD)中的关键组成部分,负责实现内部逻辑模块之间的信号传输与连接。作为FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)等可编程芯片的核心架构要素,PIR通过灵活的布线网络和可编程开关矩阵,支持用户根据应用需求动态配置电路连接,从而实现硬件功能的可重构特性。
一、PIR的基本组成结构
1.1 布线通道(Routing Channels)
布线通道是PIR的物理载体,通常由纵横交错的金属互连线构成,分为以下类型:
· 全局布线资源:用于传输高扇出信号(如时钟、复位信号),具有低延迟、低 skew特性,覆盖整个芯片区域。
· 局部布线资源:连接相邻逻辑单元(如CLB、LAB),长度较短,适合短距离信号传输。
· 长线资源:跨区域连接的高速布线,用于芯片不同模块间的信号传输,通常采用差分对或屏蔽线设计以降低串扰。
1.2 可编程开关矩阵(Switch Matrix)
开关矩阵是实现布线通道交叉连接的核心部件,由以下关键组件构成:
· 传输门(Transmission Gate):基于MOS管的双向开关,通过配置信号控制导通/截止状态。
· 多路选择器(MUX):实现多输入信号的选通,常见于局部互连中,支持N选1信号路由。
· 可编程互联点(Programmable Interconnect Points,PIP):通过熔丝(Fuse)、反熔丝(Anti-fuse)或SRAM配置位控制互连线的通断,决定信号路径。
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