[发明专利]一种现场可编程门阵列、配置方法和系统

说明书

一种可编程半导体系统，包括可编程集成电路和存储设备，所述存储设备能够实现具有备份缺省配置的多重启动进程。在一个实施例中，所述可编程集成电路包括可配置逻辑块、路由连接阵列和配置存储器,以执行逻辑功能。所述存储设备包括第一存储器和第二存储器。第一存储器存储表示用户自定义逻辑功能的用户配置数据，第二存储器存储备份缺省页，备份缺省页包含默认配置数据，用于在用户配置数据无法启动或编程可编程集成电路时，编程或启动可编程集成电路至默认设置。在一个方面，用户配置数据包括含缺省配置数据的第二存储器的地址。

技术领域

本申请的示例性实施例涉及计算机硬件和软件中用于逻辑操作的可编程半导体器件领域。更具体地，本申请的示例性实施例涉及在配置过程中增强现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice,PLD)的完整性的方法、可配置半导体器件和系统。

背景技术

随着数字通信、人工智能(Artificial Intelligence,AI)、物联网(Internet ofThings,IoT)和/或机器人控制的日益普及，对速度快、灵活、高效的具有处理能力的硬件和/或半导体的需求不断增加。要满足这种需求，高速、灵活的半导体芯片通常更合乎需求的。满足这种需求的现有方式是使用专用定制集成电路和/或专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuits,ASICs)。使用专用集成电路的方式，其缺点在于缺乏灵活性，同时消耗大量资源。

另一种日益流行的方法是利用可编程半导体器件(Programmable SemiconductorDevices,PSDs)，诸如,可编程逻辑器件(Programmable Logic Devices,PLDs)或现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Arrays,FPGA)。可编程半导体器件的特点是：在可编程半导体器件制造完成后，允许终端用户编程和/或重新编程一个或多个期望的功能，以适合用户的应用。

然而，现有的现场可编程门阵列或可编程逻辑器件的缺点在于：在处理缺损和/或损坏的配置数据时容易损坏。

发明内容

本申请的一个实施例公开一种可编程半导体系统(Programmable SemiconductorSystem,PSS)，该系统能够通过具有备份缺省配置的多重启动(Multi-boot with BackupDefault Configuration,MBC)操作来增强可编程半导体器件的可编程性和/或完整性，该可编程半导体器件也称为可编程集成电路(Programmable Integrated Circuit,PIC)。一方面，可编程集成电路包括可配置逻辑块(Logic Blocks,LBs)、路由连接阵列和执行用户定义逻辑功能的配置存储器。在一个示例中，每个逻辑块包括一个或多个查找表(LookupTables，LUTs)，该查找表被配置为根据一组输入信号和存储在配置存储器中的配置数据提供一个或多个输出信号。本申请能够通过具有备份默认配置功能的多重启动操作来增强可编程集成电路的可靠性。

可编程半导体系统包括可编程集成电路和存储设备，其中，存储设备还包括第一存储器和第二存储器。第一存储器存储了用户定义的配置数据，用于编程或启动可编程集成电路；第二存储器存储了备份缺省页(Backup Default Page,BDP)或备份缺省映像(Backup Default Image，BDI)。一方面，备份缺省页包含制造商提供的缺省配置数据(Default Configuration Data,DCD)，以在用户定义的配置数据无法启动可编程集成电路时，对可编程集成电路进行编程或启动。在另一实施例中，用户定义的配置数据包含指向第二存储器的存储地址，该第二存储器包含诸如缺省配置数据的替代配置数据。

在一个实施例中，可编程半导体系统还包括双模式端口(Dual-Mode Port,DMP)，以提供信息传输的双重功能。一方面，双模式端口可操作在配置模式期间处理配置数据。或者，双模式端口可操作在逻辑操作模式期间处理用户数据。