1、专利创制背景
安路科技的FPGA芯片以其高灵活性著称，但日益严格的成本和效率要求促使设计者寻求更为精细和高效的设计策略。传统的FPGA系统中，配置存储器通常仅存储单一的配置码流，或在高端系统中提供更新原有配置码流的功能，然而这两种方法都需要外部触发来重新下载配置，以激活新功能。这不仅显著增加了系统的设计成本和复杂度，还可能对系统的稳定性和可靠性带来潜在风险。
发明人针对这一问题，提出了一种创新的设计思路：让FPGA能够智能地选择加载不同的配置文件，以实现不同的特定功能。这一设计将极大地增强FPGA的灵活性，使其在同一系统（如电路板）中能够动态地切换并实现不同功能。
在电路板设计中，大多数FPGA系统选择SPI Nor Flash作为配置存储器。随着其存储容量的增加和成本的降低，将多个设计配置文件存储于其中成为了可能，为新的重配置技术方案的实现提供了有力支持。
2、专利解决问题、成果转化和应用效果
针对FPGA芯片在重新配置过程中需要外部触发启动、下载不便、稳定性低及设计成本高等问题，本专利提出了一项创新的解决方案。
在本解决方案中，系统进入用户模式后，用户逻辑模块将根据重配置需求输出重配置信号，重配选择逻辑模块根据该重配置信号输出重配置控制信号，多路配置码流配置寄存器模块根据该重配置信号输出重配置码流的信息，闪存读取控制逻辑模块根据该重配置控制信号和该重配置码流的信息从闪存中读取重配置数据，配置逻辑模块将该重配置数据配置到该集成电路中以实现该集成电路的重配置。
在安路科技多款FPGA产品应用了本项专利，该项技术使芯片能在工作过程中根据系统需求自动选择新的配置码流进行电路重配置，从而实现新的功能，显著提高了FPGA芯片系统设计的灵活性和多功能性。
本专利的技术方案具有以下显著的应用效果：
1、在系统（如含FPGA的电路系统）正常工作时，该技术能够根据系统需求自动选择新的配置码流进行重新配置，以实现新的功能，从而大幅提升了系统设计的灵活性和多功能性。
2、当系统重新上电时，由于上电配置寄存器中的信息已经存储在闪存中，系统能够直接从上一次的最新配置开始工作，保证了系统的连续性和稳定性。
3、该技术提供了系统的多功能性，使得同一电路板上的FPGA能够实现不同的功能，增加了部署的灵活性。用户可以在系统启动并运行时，动态地切换所需功能。
4、无论是系统正常工作时的重新配置还是系统重新上电时的重新配置，均无需外部提供重新配置信号，从而提高了系统的可靠性和智能化水平。
5、该技术使得中小规模集成电路系统能够实现以往只有大规模集成电路系统才能实现的多功能性，从而降低了设计成本，为用户在购买芯片和系统设计时节省了经济成本。
3、主要发明人员介绍
仇斌，高级工程师，硕士研究生学历，毕业于上海交通大学，并在FPGA领域积累了丰富经验。2013年起作为创始成员之一，参与了多个国家及上海市重大项目，申请了发明专利6项，其中4项已获得授权，助力公司实现全系列芯片累计出货超1亿颗里程碑。
曾获得2021年度张江国家自主创新示范区杰出创新创业人才称号、2023年度中国电子学会科技进步奖二等奖、2019年度中国电子信息集团科技进步奖三等奖等荣誉。
4、发明者说
作为一位在FPGA领域深耕近20年的研发人员，本人坚持挑战自我，追求卓越。在研发方面，我认为技术人员需要保持端正的科研态度，始终坚持问题导向，从实际应用场景出发，不断学习和探索新的技术方法，才能帮助公司和个人成长互相成就。同时，我认为积极向上、充满创新精神的工作氛围对于研发工作必不可少，这也是安路科技技术创新和产品研发取得成果的关键要素之一。
技术研发需要保持谦逊的态度，未来我仍会以饱满的热情和坚定的信念，持续投身于FPGA技术创新中。
来 源｜华大半导体
编 辑｜于寅虎、邓晨啸
审 核｜科技发展部
