[发明专利]可编程设备和处理系统在集成电路封装中的集成

说明书

一种示例集成电路(IC)封装包括：布置在基板(118)上的处理系统(104)和可编程IC(106)，处理系统通过基板的互连(112)耦合到可编程IC；处理系统包括耦合到环形互连(210)的部件(202…208)，部件包括处理器(202)和接口控制器(214)。可编程IC包括：通过互连耦合到接口控制器的接口端点(218)；以及至少一个外围设备(230)，其耦合到接口端点并且被配置用于通过互连端点和接口控制器与处理系统的环形互连通信。

技术领域

本公开的示例一般地涉及电子电路，并且特别地涉及可编程设备和处理系统在集成电路(IC)封装中的集成。

背景技术

现代中央处理器(CPU)是复杂的片上系统(SoC)设备，其在单个半导体裸片上集成了多个微处理器内核、图形引擎和其他固定功能。CPU可以包括扩展总线接口，诸如外围部件互连快速(PCIe)接口。在一个典型配置中，具有CPU的集成电路(IC)封装被安装到印刷电路板(PCB)。各种外围设备以固定或可移除的方式被安装到CPU IC封装外部的PCB上。外围设备通过PCB和CPU IC封装的针脚耦合到CPU的PCIe接口。这种配置具有较大的占地面积，至少需要多个IC安装在PCB上，并且在最差情况下需要用于扩展端口(具有外围设备的其他PCB可以插到其中)的空间。

可编程集成电路(IC)通常用于根据用户可配置输入来实施数字逻辑运算。示例可编程IC包括复杂可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA)。CPLD通常包括几个功能块，这些功能块是基于具有乘积和逻辑的可编程逻辑阵列(PLA)架构。可配置的互连矩阵在功能块之间传送信号。

一种类型的FPGA包括可编程区块的阵列。可编程区块包括各种类型的逻辑块，例如，可以包括输入/输出块(IOB)、可配置逻辑块(CLB)、专用随机存取存储器块(BRAM)、乘法器、数字信号处理块(DSP)、处理器、时钟管理器、延迟锁定环(DLL)、总线或网络接口(诸如，外围部件互连快速(PCIe)和以太网等)。每个可编程区块通常包括可编程互连和可编程逻辑两者。可编程互连通常包括通过可编程互连点(PIP)互连的大量不同长度的互连线。可编程逻辑使用可编程元件来实施用户设计的逻辑，可编程元件可以包括例如函数发生器、寄存器、算术逻辑等。

可编程IC可以用于实施供CPU使用的外围设备，诸如用作硬件加速器。与在通用CPU上执行的软件相比，硬件加速涉及使用硬件来更有效地执行一些功能。硬件加速器是专用硬件，其被设计成为一些应用实施硬件加速。示例应用包括神经网络、视频编码、解码、代码转换等、网络数据处理，等等。这种硬件加速器通常被实施为插到主板上插槽中的PCIe卡。CPU和可编程IC是两个独立的IC，它们通过主板上的部件而物理隔离。期望提供一种具有CPU和用作外围设备的可编程IC的计算系统的更有效的实施方式。

发明内容

描述了可编程设备和处理系统在集成电路(IC)封装中的集成。在一个示例中，一种IC封装包括：布置在基板上的处理系统和可编程IC，处理系统通过基板的互连耦合到可编程IC；处理系统包括耦合到环形互连的部件，部件包括处理器和接口控制器。可编程IC包括：通过互连耦合到接口控制器的接口端点；以及至少一个外围设备，其耦合到接口端点并且被配置用于通过互连端点和接口控制器与处理系统的环形互连通信。

在一些实施例中，可编程IC可以包括可编程结构。

在一些实施例中，可编程IC可以包括耦合到可编程结构的嵌入式处理系统。

在一些实施例中，可以在可编程结构中对至少一个外围设备进行编程。

在一些实施例中，接口控制器和接口端点可以均包括一个或多个端口，该一个或多个端口被配置用于使用至少一个流接口进行通信。

在一些实施例中，基板可以包括封装接口，并且可编程IC可以耦合到该封装接口。

在一些实施例中，IC封装还可以包括一个或多个其他IC，其耦合到处理系统和可编程IC。