Các kênh kết nối

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu, thiết kế modul thực hành FPGA (Trang 28 - 31)

Tất cả các kênh kết nối bên trong là sự sắp xếp của các đoạn dây nối với khả năng lập trình tiếp điểm và các ma trận chuyển mạch để thực hiện các kết nối mong muốn. Một cấu trúc phân cấp ma trận của các kênh kết kết nối đáp ứng đợc việc kết nối tự động. Mô tả các kênh kết nối có trong các thiết bị Spartan nh trong hình 1.14.

Phần mềm thực hiện tự động gán các tài nguyên cho phù hợp dựa trên mật độ và thời gian các yêu cầu kết nối.

Các kênh kết nối đợc mô tả nh sau:

Các kênh kết nối ở CLB chạy dọc theo mỗi hàng và mỗi cột của mảng CLB.

Các kết nối ở IOB có dạng một vòng chạy xung quanh bên ngoài của mảng CLB. Nó kết nối I/O với các kênh kết nối CLB.

Kết nối chung bao gồm thiết kế đợc dành cho các mạng chủ để phân phối các xung nhịp thông qua các thiết với độ trễ và độ lệch tối thiểu.

-29-

1.4.3.1. Các kênh kết nối CLB

Các kênh kết nối xung quanh CLB thì thu đợc từ 3 kiểu nối thông: nối đơn, nối đôi và nối dây dài. ở sự kết nối của từng kênh định tuyến ngang và dọc cấu trúc mạng điều khiển thực hiện đợc chứa trong một ma trận chuyển mạch chơng trình (PSM). Hình 1.14 biểu diễn kênh định đờng cơ bản gồm nối đơn, nối đôi, nối dây dài cũng nh PSM và CLB. Giao diện kết nối cơ bản thì biểu diễn nh giao diện PSM ở trong kênh kết nối thông.

Giao diện CLB: Các tín hiệu đầu vào CLB thì đợc phân chia một cách giống nhau trong cả bốn chiều lớn nhất một cách mềm dẻo. Tổng quát cấu trúc mạng thì đối xứng và đều.

Các đầu vào, đầu ra và bộ quản lý (điều khiển) chức năng có thể trao đổi vị trí cho nhau một cách tự do trong một CLB tới lúc đờng tắc nghẽn đợc gỡ

bỏ tới khi định đờng vận hành cân bằng. Các tín hiệu loại trừ khi khoá (K) ở

đầu vào và CIN/COUT.

-30-

Đầu vào K thì đợc dành riêng cho toàn bộ các đờng ngang cũng nh 4 dây đơn đầu dài và bên trạng thái CLB các tín hiệu CIN/COUT thì đợc kết nối đờng thông qua thực hiện kết nối giao diện, việc thực hiện kết nối này không là gì với cấu trúc kết nối tổng thể. Các tín hiệu đầu ra từ CLB thì có thể điều khiển cả hai kênh dọc

ngang.

Ma trận kết nối:

Các đờng dây ngang và dọc, đơn và đôi giao nhau trong một hộp đợc chứa đựng trong một ma trận

chuyển mạch chơng trình. Mỗi PSM gồm chơng trình có thể lập trình đợc thông qua transistor sử dụng để thiết lập kết nối giữa các đờng nh hình 1.15.

Một ví dụ: Khi cho một tín hiệu đơn có độ dài đơn vào bên phải của ma trận chuyển mạch có thể đợc định đờng tới một dây đơn ở bên trên, trái, dới, hoặc một vài tổ hợp của nó nếu tổng các nhánh cần có đợc. Đơn giản hơn là một tín hiệu có chiều dài đơn có thể đợc định tới một đờng có độ dài kép trong một vài hoặc tất cả 3 mép khác nhau của ma trận chuyển vị có thể lập trình đợc.

Các đờng dây nối đơn:

Các đờng chiều dài đơn cung cấp kết nối thông một cách mềm dẻo nhất và đem lại sự định đờng nhanh giữa các khối kề cận. Có 8 đờng đơn dài dọc và 8 đờng đơn dài ngang đợc kết hợp với từng CLB. Nó đợc kết nối với ma trận chuyển mạch mà ma trận chuyển mạch này thì đợc định vị trong từng hàng và từng cột của CLB.

Các đờng dây nối đôi:

-31-

Đờng dài đôi chứa một lới các đoạn kim loại độ dài bằng hai lần dây đơn. Chúng chạy qua hai CLB trớc khi vào một PSM. Đờng đôi thì đợc gộp trong một cặp xoắn với PSM đợc đảo từng đờng đi qua một PSM trong từng hàng, cột của CLB.

Có 4 đờng đôi ngang và bốn đờng đôi dọc đợc kết nối với từng CLB. Các đờng này cung cấp sự định đờng tín hiệu nhanh hơn vợt khoảng cách trung gian, trong khi duy trì sự định đờng mềm dẻo.

Các đờng dây nối dài.

Các đờng dây nối dài có dạng lới gồm các đoạn dây dẫn kim loại kết nối bên trong theo chiều ngang hoặc chiều dọc của mảng. Đờng dây dài dành cho các đầu ra cao, cácmạng tín hiệu đồng bộ thời gian hoặc các mạng đợc phân bố với khoảng cách dài.

Mỗi đờng dây nối dài Spartan Series có một bộ chuyển mạch riêng rẽ có thể lập trình tại trung tâm. Chuyển mạch này có thể phân chia thành hai kênh dẫn độc lập, mỗi kênh chiếm một nửa chiều rộng hoặc chiều cao của mảng .

1.4.3.2. Tuyến vào ra

Các thiết bị Spartan có các tuyến dây nối xung quanh vòng I/O. Tuyến này gọi là VersaRing. Nó đáp ứng hoàn toàn khả năng trao đổi chân, thiết kế lại... mà không ảnh hởng tới vẽ mạch. VersaRing bao gồm 8 đờng đôi và 4 đờng đơn.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu, thiết kế modul thực hành FPGA (Trang 28 - 31)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(93 trang)