三维粗粒度可重构计算阵列芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种三维粗粒度可重构计算阵列芯片，芯片至少包含上层粗粒度可重构计算层芯片和多层存储层芯片，上层计算芯片包含用于启动系统的RISC‑V核、用于控制DDR中数据搬运的DDRMC、用于完成定点数据计算的定点计算阵列、用于完成浮点数据计算的浮点计算阵列；RISC‑V核包含多级总线系统，为计算阵列提供控制及片上存储支持，控制核及配置单元通过总线完成与计算阵列的交互；计算阵列包含若干计算单元和配置单元以保证计算的流水线执行；存储层芯片包含计算阵列相连接的SRAM存储阵列，上层芯片的计算模块和下层芯片的存储模块之间的访存通路通过一个包括DRAM、片上存储管理模块和访存单元的三级存储系统实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字芯片架构设计，具体地，涉及一种三维粗粒度可重构计算阵列芯片。

技术介绍

1、自从20世纪五十年代集成电路技术诞生以来，集成电路芯片已经成为电子系统的核心部件，成为人们日常生活中不可或缺的一部分。随着微电子集成制造工艺技术的不断发展，集成电路芯片面临功能不断增多、功耗不断增大、集成度不断提升的要求，研究人员采用了高k金属栅极、多栅极晶体管等新型技术来降低半导体芯片的能耗，使得集成电路技术始终跟随摩尔定律的趋势发展。

2、在半导体工艺随摩尔定律发展五十多年后，先进的半导体产业技术节点已进入7nm制程，最新的手机芯片已达到3nm制程，逐步接近半导体晶体管器件结构的物理极限。在新的先进工艺节点下，通过工艺技术更新换代获得的集成电路性能提升相对于付出的昂贵工艺代价而言，已经没有明显的性能性价比优势。业界普遍认为，摩尔定律即将终结，这种情况下，以三维集成电路技术为代表的新型技术应运而生，以三维系统级技术为核心的先进封装技术将引领集成电路技术进入超越摩尔定律(more than moore)时代。

3、三维集成电路(3d ic)本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，包括：控制系统、粗粒度可重构单元和存储系统；

2.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，三维堆叠芯片通过三维堆叠的方式进行设计与制造，三维堆叠芯片由多层裸芯组成，至少包括一层计算层芯片和多层存储层芯片；

3.根据权利要求2所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，定点计算阵列和浮点计算阵列内部包含多个负责完成数据计算的计算单元，负责管理访存的访存单元，负责平衡各条数据路径的延时模块以及负责转发控制信号的仲裁模块。

4.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，包括：控制系统、粗粒度可重构单元和存储系统；

2.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，三维堆叠芯片通过三维堆叠的方式进行设计与制造，三维堆叠芯片由多层裸芯组成，至少包括一层计算层芯片和多层存储层芯片；

3.根据权利要求2所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，定点计算阵列和浮点计算阵列内部包含多个负责完成数据计算的计算单元，负责管理访存的访存单元，负责平衡各条数据路径的延时模块以及负责转发控制信号的仲裁模块。

4.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，三维堆叠芯片多层之间，通过混合连接和贯穿正面金属层的长硅通孔tsv进行互连，上层芯片供电及关键信号传输依靠不同芯片层的tsv，底层芯片背面金属层通过c4凸点与印刷电路板pcb相连。

5.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，三维堆叠芯片的第一层芯片在顶层有重布线层，采用倒装封装的方式与下层芯片相连；其他层芯片包括顶层和底层两层重布线层。

6.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，主处理器、主存储器、粗粒度可重构计算阵列cgra均挂载在总线下，采用risc-visa设计的主处理器负责控制计算阵列的执行与交互；

7.根据权利要求1所述的三维粗粒度可重构计算阵列芯片，其特征在于，主处理器依据多级的高级微控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋剑飞，董子正，景乃锋，绳伟光，王琴，毛志刚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：