[发明专利]一种基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件

说明书

本发明公开了一种基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件，涉及可编程逻辑器件领域，该可编程逻辑器件包括内核电源管理电路、字线电路、位线电路、衬底电位电路和若干个簇电路；每个簇电路包括可编程布线开关矩阵、逻辑单元电路和下拉网络电路；下拉网络电路连接各个开关单元的信号输入端；内核电源管理电路获取编程信号并连接所有簇电路中的逻辑单元电路提供内核电源；各部分电路配合工作以进行擦除和编程等操作，改变信号到逻辑单元电路的连接关系，从而实现用户需要的逻辑功能，用非挥发性的p_flash实现簇电路进而构成整个可编程逻辑器件，具有掉电信息不丢失、上电快速启动和单粒子免疫的特点，满足空间环境和地面辐射环境的应用。

技术领域

本发明涉及可编程逻辑器件领域，尤其是一种基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)是一种硬件可编程逻辑器件，除了应用于移动通信、数据中心等领域，还广泛应用于集成电路设计中的原型验证，能够有效验证电路功能的正确性，同时加快电路设计速度。但是常规的SRAM型FPGA存在掉电信息丢失、上电数据重新加载和SRAM单粒子翻转等缺点，可靠性较低，难以应用在航空等粒子干扰较强而又对可靠性有较高要求的领域。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件，本发明的技术方案如下：

一种基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件，该基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件包括内核电源管理电路、字线电路、位线电路、衬底电位电路和若干个簇电路；每个簇电路包括可编程布线开关矩阵、逻辑单元电路和下拉网络电路；

可编程布线开关矩阵包括若干个形成阵列型结构的开关单元，每个开关单元为p型Sense_Switch结构开关且包括制作在衬底上的编程管和开关管，编程管和开关管的浮栅相连并作为开关单元的控制栅连接至字线电路，编程管的源极和漏极连接至位线电路，衬底连接至衬底电位电路；开关管的源极作为开关单元的第一信号端，开关管的漏极作为开关单元的第二信号端，第一信号端和第二信号端中的一个信号端作为信号输入端、另一个信号端作为信号输出端；每个簇电路中的逻辑单元电路的输入端连接到簇电路的外部，每个簇电路中的逻辑单元电路的输出端连接同一个簇电路中开关单元的信号输入端；下拉网络电路连接同一个簇电路中的各个开关单元的信号输入端；

内核电源管理电路获取编程信号并连接所有簇电路中的逻辑单元电路提供内核电源；

字线电路、位线电路和衬底电位电路给开关单元提供第一电压组合，内核电源管理电路根据无效电平的编程信号将内核电源拉至高电平，所有簇电路中的下拉网络电路关闭，以对开关单元执行擦除操作；

字线电路、位线电路和衬底电位电路给开关单元提供第二电压组合，内核电源管理电路根据有效电平的编程信号将内核电源拉至低电平，所有簇电路中的下拉网络电路开启将开关单元的信号输入端的电压下拉，利用逻辑单元电路对开关单元执行编程操作。

其进一步的技术方案为，所有簇电路中的下拉网络电路关闭使得所有开关单元中的开关管的源极和漏极均为1.5V；基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件对所有开关单元执行擦除操作，字线电路、位线电路和衬底电位电路给所有开关单元提供第一电压组合包括：字线电路给开关单元的控制栅提供-9.5V电压，位线电路给开关单元中的编程管的漏极和源极提供7.8V电压，衬底电位电路给开关单元的衬底提供7.8V电压。

其进一步的技术方案为，所有簇电路中的下拉网络电路开启使得所有开关单元中的开关管的源极和漏极均下拉至0V；基于簇电路的p_flash型可编程逻辑器件对选通的开关单元依次执行编程操作，字线电路、位线电路和衬底电位电路给选通的开关单元提供第二电压组合包括：字线电路给开关单元的控制栅提供8.8V电压；位线电路给开关单元中的编程管的源极提供-7.0V电压、给开关单元中的编程管的漏极提供-0.9V电压；衬底电位电路给开关单元的衬底提供0V电压。