一种通用的可配置的有源基板电路结构制造技术

本发明专利技术提供一种通用的可配置的有源基板电路结构，其特征在于，包括：多个chiplet模块，每个chiplet模块提供一个扩展槽位，以及一个用于为chiplet模块提供芯片工作电压的电源管理单元组成；若干个可编程路径选择模块，由一个用于控制可编程路径选择模块的开关控制器以及一个用于控制信号路径的路径电路组成；若干个收发互联网络模块，每个收发互联网络模块都由多个用于与可编程路径选择模块和chiplet模块连接的电路连接接口、一个用于控制收发互联网络中信号传输通道的选择开关矩阵，每个模块连接接口通过一个直接连接电路、一个发射电路和一个接收电路连接于开关矩阵；一个配置接口；以及可扩展模块，该可扩展模块为基于使用要求的多种不同的新器件。

【技术实现步骤摘要】
一种通用的可配置的有源基板电路结构
本专利技术涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种通用的可配置的有源基板电路结构。
技术介绍
1965年，戈登-摩尔在其文章中指出，半导体电路集成的晶体管数量将每年增加一倍，性能提升一倍；之后又修正为每两年增加一倍，这就是著名的摩尔定律。摩尔定律经过几十年的发展已经到后摩尔时代，继续发展摩尔定律的成本已经远远大于寻找新的替代方案。因此，chiplet的概念被提出，通过异构集成系统方案，不同的组件可以在独立的裸片上进行芯片设计和实现，其中不同的裸片可以选择不同的工艺节点制造。如，一些不适合先进工艺制造的芯片可以用低一制程的技术制造，降低成本。最后这些组件通过在廉价的基底上采用多芯片互联的方式实现各组件之间的数据传输。chiplet可以带来多种好处，最直接的就是设计周期的缩短和成本的降低。在有机基质上通过多chiplet封装技术还可实现硬件复用。目前已有的chiplet封装集成技术包括有源基材(organicsubstrates)，无源器件(passiveinterposer)及硅桥(siliconbridges)。但这几种技术都面临扩展性差及异构芯片如何集成等问题。因此，一种叫有源器件(Activeinterposer)的技术被提了出来。有源器件是在中介层(interposer)上集成一些主动器件，包括IO口、AIB或HBM等物理接口、模拟电路、电源管理以及可扩展的片上网络用于连接所有的芯片。这种有源中介层的设计需要在芯片和它们的封装之间借助标准化接口等时考虑大量的协同设计。一种有源中介层设计，如法国研究机构CEA-Leti在ISSCC2020上展示的96核芯片。其中中介层里包含电压调节器和一个片上网络(NoC)，该网络可以将内核的片上SRAM存储器等各个部分连接在一起，这是一种3D封装形式。与之相区别的是无源中介层，这种中介层中只存在电路，采用的是2.5D封装形式。现有的chiplet封装集成技术方案如：硅基板无源中介层，其在中介层中制备硅通孔(TSV)，通过TSV连接硅基板上下表面的金属层实现板间互联，这种方案中介层只承担电路连接角色。硅基板有源中介层，其在中介层中可集成一些有源器件及一个片上网络，缺点是无统一的接口标准，无法实现通用性，可配置性差。目前已有的chiplet方案多采用一芯片一架构的专用集成策略，无论是何种chiplet方案，尚无通用的，可扩展的模块化的chiplet计算架构。因此在复杂工作环境下工作时，需要引入大量多种专用集成策略白白产生了大量的经济消耗，浪费人力成本。
技术实现思路
为解决上述问题，提供一种通用的可配置的有源基板电路结构，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术的一种通用的可配置的有源基板电路结构包括：多个chiplet模块，每个chiplet模块提供一个用于芯片扩展的槽位，芯片通过连接线连接于有源基板并还用于完成连接在扩展槽位上的多个芯片之间的通信，扩展槽位布设在chiplet模块四周并集成于有源基板内用于连接芯片；一个可编程路径选择模块，集成于有源基板内，由一个用于控制可编程路径选择模块的开关控制器以及一个用于控制信号路径的路径电路组成；若干个收发互联网络模块，集成于有源基板内，每个收发互联网络模块都由一个用于与可编程路径选择模块连接的电路连接接口、多个用于连接多个chiplet模块的模块接口、一个用于控制收发互联网络中信号传输通道的选择的开关矩阵，每个模块连接接口通过一个直接连接电路、一个发射电路和一个接收电路连接于开关矩阵；多个电源管理模块，集成于有源基板内，用于为chiplet提供正常工作所需的芯片工作电压；一个配置接口，集成于有源基板内，用于下载有源基板电路的配置文件；以及可扩展模块，固定于有源基板内，该可扩展模块为基于使用要求的多种不同的新器件，其中，每个收发互联网络模块分别与可编程路径选择模块通过电路连接接口进行连接，每个收发互联网络模块的四周分别通过模块连接接口连接有四个chiplet模块。本专利技术提供的一种通用的可配置的有源基板电路结构，还具有这样的技术特征，其中，通信为多个芯片对同一信息进行有序处理的过程，进行通信的多个芯片包括连接于相同chiplet模块的多个芯片以及连接于不同chiplet模块的多个芯片。本专利技术提供的一种通用的可配置的有源基板电路结构，还具有这样的技术特征，其中，开关控制器包括：路由选通器，用于控制收发互联网络模块中信号的传输路径的方向，以及路径解码表，用于保存传输路径的相关数据，路径电路基于路径解码表完成信号路径的改变。本专利技术提供的一种通用的可配置的有源基板电路结构，还具有这样的技术特征，其中，新器件为有源可扩展模块和无源可扩展模块中的一种或两种。本专利技术提供的一种通用的可配置的有源基板电路结构，还具有这样的技术特征，其中，电源管理单元根据不同的芯片正常工作时所需的工作电压向chiplet模块提供芯片工作电压。本专利技术提供的一种通用的可配置的有源基板电路结构，还具有这样的技术特征，其中，可编程路径选择模块四周的四个收发互联网络模块仅有三个方向通过模块连接接口连接有chiplet模块。本专利技术提供的一种通用的可配置的有源基板电路结构，还具有这样的技术特征，其中，每个收发互联网络模块包括一个直接连接电路，一个发射电路包含一个驱动电路和一个同步电路，一个接收电路包含一个一个驱动电路、一个比较器及一个同步电路，以及连接直接连接电路、发射电路和驱动电路的开关矩阵。专利技术作用与效果根据本专利技术的一种通用的可配置的有源基板电路结构，通过提出一种chiplet模块间可调节的电路设计，实现了chiplet模块的通用化以及模块化方案。进一步的可集成不同种类的新器件，更进一步方便了系统的敏捷部署，缩短开发周期和成本。其中，电源模块通过调整工作电压来满足不同芯片的工作模式；收发互联网络模块的设计，实现了异构芯片之间的互连，降低线路损耗及误码率；可编程路径选择模块，可进一步的通过调整各芯片间的连接方式，完成芯片的通信，使得本专利技术在具体应用中资源分配更合理。附图说明图1是本专利技术实施例的一种通用的可配置的有源基板电路结构的电路结构图；图2是本专利技术实施例的一种通用的可配置的有源基板电路中可编程路径选择模块的电路结构图；图3是本专利技术实施例的一种通用的可配置的有源基板电路中收发互联网络模块的电路结构图；以及图4是本专利技术实施例的一种通用的可配置的有源基板电路的封装结构图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本专利技术的一种通用的可配置的有源基板电路结构作具体阐述。<实施例>图1是本专利技术实施例的一种通用的可配置的有源基板电路结构的电路结构图。如图1所示，有源基板电路100还包括多个chiplet模块101、多个可编程路径选择模块102、多个收发互联网络模块103、一个配置接口10、其他可扩展模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用的可配置的有源基板电路结构，用于完成不同种类的芯片在有源基板上的集成，其特征在于，包括：/n多个chiplet模块，每个所述chiplet模块提供一个扩展槽位，所述芯片通过所述扩展槽位由连接线连接于所述有源基板并还用于完成连接在所述扩展槽位上的多个所述芯片之间的通信，所述扩展槽位布设在所述chiplet模块四周并固定于所述有源基板内用于连接所述芯片；/n一个可编程路径选择模块，集成于所述有源基板内，由一个用于控制所述可编程路径选择模块的开关控制器以及一个用于控制信号路径的路径选择电路组成；/n若干个收发互联网络模块，集成于所述有源基板内，每个所述收发互联模块都由一个用于与所述可编程路径选择模块连接的电路连接接口、多个用于连接多个所述chiplet模块的模块连接接口、一个用于控制所述收发互联网络中信号传输通道的选择的开关矩阵，每个所述模块连接接口通过一个直接连接电路、一个发射电路和一个接收电路连接于所述开关矩阵，/n若干个电源管理模块，固定于所述有源基板内，用于为所述芯片提供正常工作所需的工作电压；/n一个配置接口，固定于所述有源基板内，用于下载有源基板电路的配置文件；以及/n可扩展模块，集成于所述有源基板内，该可扩展模块为基于使用要求的多种不同的所述新器件，/n其中，每个所述收发互联网络模块分别与所述可编程路径选择模块通过所述电路连接接口进行连接，每个所述收发互联网络模块的四周分别通过所述模块连接接口连接有四个所述chiplet模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种通用的可配置的有源基板电路结构，用于完成不同种类的芯片在有源基板上的集成，其特征在于，包括：
多个chiplet模块，每个所述chiplet模块提供一个扩展槽位，所述芯片通过所述扩展槽位由连接线连接于所述有源基板并还用于完成连接在所述扩展槽位上的多个所述芯片之间的通信，所述扩展槽位布设在所述chiplet模块四周并固定于所述有源基板内用于连接所述芯片；
一个可编程路径选择模块，集成于所述有源基板内，由一个用于控制所述可编程路径选择模块的开关控制器以及一个用于控制信号路径的路径选择电路组成；
若干个收发互联网络模块，集成于所述有源基板内，每个所述收发互联模块都由一个用于与所述可编程路径选择模块连接的电路连接接口、多个用于连接多个所述chiplet模块的模块连接接口、一个用于控制所述收发互联网络中信号传输通道的选择的开关矩阵，每个所述模块连接接口通过一个直接连接电路、一个发射电路和一个接收电路连接于所述开关矩阵，
若干个电源管理模块，固定于所述有源基板内，用于为所述芯片提供正常工作所需的工作电压；
一个配置接口，固定于所述有源基板内，用于下载有源基板电路的配置文件；以及
可扩展模块，集成于所述有源基板内，该可扩展模块为基于使用要求的多种不同的所述新器件，
其中，每个所述收发互联网络模块分别与所述可编程路径选择模块通过所述电路连接接口进行连接，每个所述收发互联网络模块的四周分别通过所述模块连接接口连接有四个所述chiplet模块。


2.根据权利要求1所述的一种通用的可配置的有源基板电路设计，其特征在于：
其中，所述通信为多个所述芯片对同一信息进行有序...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迟晓，王彧，焦博，林锋，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31