[发明专利]可重新配置的逻辑电路

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求2008年1月11日在日本提交的在先日本专 利申请No.2008-4192的优先权，通过引用将其整个内容结合在此。

技术领域

本发明涉及可重新配置的逻辑电路。

背景技术

近年来，已经做出了积极的研究以便开发利用电子自旋自由度的 自旋电子设备。正在进行数目日益增多的基于隧道磁阻(TMR)的开 发，并且这些开发现在正被应用于磁随机访问存储器，硬盘驱动器 (HDD)的再现头等。另外，组合半导体和磁材料的自旋晶体管得到 了关注。

所提出的自旋晶体管的典型例子包括扩散自旋晶体管(也称为 Mark Johnson型)，自旋轨道控制自旋晶体管(也称为Supriyo Datta 型)，自旋阀晶体管，单电子自旋晶体管和共振自旋晶体管。

还提出了一种MOS结构的自旋晶体管，该MOS结构具有由磁 材料制成的源极和漏极，并且具有形成在沟道和漏极之间的点接触。 这种点接触具有引起自旋极化电子的量子效应的大小，并且具有比沟 道阻抗高得多的阻抗。沟道和漏极之间的层间阻抗是确定漏电流的磁 化相关性的主要因素。因此，采用这种自旋晶体管，可以获得较高的 磁阻率(MR率)。

另外，存提出了一种可重新配置的逻辑电路，其包括形成基本逻 辑门诸如AND门和OR门的MRAM和MOSFET的组合。通过使用 这些基本的逻辑门改变每个MRAM的存储状态，可重新配置逻辑电 路可以控制这些逻辑门的有效和无效。在可重新配置逻辑电路中，可 以在硬件形成之后对电路的逻辑进行改变。因此，可以消除缺陷，并 且可以通过重新配置逻辑电路来提供学习功能。

基于当今的半导体技术开发的可重新配置逻辑电路之一是被称 为FPGA(场可编程门阵列)的集成电路。FPGA在内部SRAM存储 器中存储信息。根据存储在存储器内的信息的内容，FPGA控制可重 新配置逻辑电路的逻辑和布线连接。随着以软件改变逻辑，可以在硬 件形成之后对电路进行改变。因此，现在日益增多地采用这种技术， 以便以较低的成本快速生产日益精密的集成电路。

查找表电路是这样的电路，它具有存储在存储器内的逻辑，并且 根据存储在存储器内的内容产生输出。包括这种查找表电路的逻辑电 路是可以应对任何逻辑的可重新配置逻辑电路。然而，由于这种逻辑 电路包括大量元件，因此难以使用这些逻辑电路实现高度集成(见 JP-A 2007-184959(KOKAI)和美国专利No.7,019,557)。

在以半导体CMOS技术生产查找表电路的情况下，SRAM被用 作存储信息的存储器。结果，查找表电路中的元件数目变大了。另外， 在这种查找表电路中使用的多路复用器需要大量的元件。因此，查找 表电路的电路尺寸变得非常大，并且成为阻碍高度集成的因素之一。 另外，SRAM是易失性存储器，当关闭电源时它丢失信息，并且每次 打开电源时，必须写入存储在外部存储器内的信息。这导致处理电源 激活时所需的麻烦且费时的处理。还必须确保外部存储器在关闭电源 时存储信息，并且外部存储器需要更大的功耗和容量。这是阻碍高度 集成和整个系统的功耗减少的因素之一。

在通常用在FPGA中的4到1查找表电路的情况下，元件数目 大约为166。在这些元件中，SRAM占大约96个元件。查找表电路是 每个FPGA中的基本电路。因此，如果减小芯片中大量包含的每个查 找表电路中的元件数目，可以实现更高的集成度。

发明内容

鉴于这些情况做出本发明，其一个目的是提供一种可以实现高集 成度的可重新配置逻辑电路。