阻变fpga关键技术的研究

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1、４击种成＊著ＵＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＦＣＨＩＮＡＩＶ巨ＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ＼Ｘ，／—＇东贫一（论义题目阻变ＦＰＧＡ关鍵技术的妍究？学科专业微电子学与閒体电子学学号２０１３２１０３０３２５作者姓名葬小云指肆教师李威教授ｉｒｒｉｉｉｉｋ著■．、．－古：：．ｊ．＇．乂：．－ｊ＇：：背＇Ｖ卓－ｒ－ｒ：独创性声明本人声明所呈交的学位论文

2、是本人在导师指导下进行的研究Ｘ作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我＾同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。＼作者签名：如４年ｔ月曰：Ｈ期＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可１＾将学位论文的全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保、汇编学位论文。存（）保密的学位论文在解密后应遵守此规定心：导师签；＜５＾作者签名名—＿＇【期；＞年月曰口（）（ｊ＾分类号密级注1UDC学位论文阻变FPGA关键技术的研究（题名和副题名）龚小云（作者姓名）指导教师李威教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.18学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十

4、进分类法UDC》的类号。RESEARCHONKEYISSUESESOFRESISTIVEFPGAAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:GongXiaoyunSupervisor:Prof.LiWeiSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要随着集成电路工艺的不断演

5、进，FPGA的集成度越来越高，功耗、面积及制造成本等与ASIC之间的差距越来越小，加之在动态可重构领域的优势，使其大有替代ASIC成为数字电路设计主要载体的趋势。然而，现今主流SRAM型FPGA使用掉电丢失数据的SRAM存储配置信息，上电时需要从片外非易失存储芯片如PROM或FLASH载入配置位流，使得这种FPGA的配置信息容易被窃取。PROM和FLASH占据了相当的板级面积，还增加了电路系统的尺寸。针对SRAM型FPGA存在的上述问题，本文从向SRAM型FPGA中集成忆阻器的角度提出了一种解决方案。忆阻器是一种新型存储器件，它具有非易失性和可重复编程

6、性，还兼容标准CMOS工艺。利用忆阻器这一优点，本文将忆阻器与SRAM相结合，得到了一种ReSRAM编程点。基于这种编程点的阻变FPGA配置信息的安全性大大增强并能够快速上电启动，配置存储阵列能够被逐帧配置。本文还设计了基于这种编程点的非易失性查找表和可编程开关电路，以及针对阻变FPGA的编程通道与配置流程。本文使用基于忆阻器导电细丝原理的Verilog-AMS仿真模型和中芯国际0.13μm标准CMOS逻辑工艺库，在Cadence的AMS仿真平台下对文中的电路进行仿真验证。仿真与理论分析的结果表明：本文所设计的查找表能够完全兼容SRAMFPGA的查找表

7、，而可编程开关的延迟也与SRAM型FPGA可编程开关的延迟没有任何区别，所设计的编程通道能够对ReSRAM编程点进行类似SRAM的回读和写入操作。这样就可以使用成熟的SRAMFPGA布局布线CAD软件，使阻变FPGA具有极高的兼容性和应用价值。关键词：忆阻器，RRAM，FPGA，配置体系IABSTRACTABSTRACTWiththeconstantlydevelopmentofintegratedcircuitsmanufacturingtechnology,theintegrationlevelofFPGAhasincreaseddramatica

8、lly,makingitssize,powerconsumptionandcostsreduc