3차원 구조를 이용한 저전력 FPGA 구조

Field-Programmable Gate Arrays는 사용자가 프로그램이 가능한 혁신적인 대규모 집적 회로이며 값싸고 빠르게 주문자가 원하는 VLSI 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 특정 목적의 프로그램의 속도가 증가했을 때 FPGA가 연산하는 동안의 전력 소모와 연결선의 지연이 FPGA를 프로그램 하는데 중요한 문제점이 된다. 특히 기존 구조에서 사용되는 내부연결선이 전체 FPGA의 전력 중 65%를 소모한다. 이로 인하여 내부연결선이 전력 소모에 큰 영향을 주기 때문에 배선 시 연결선의 길이와 블록 간의 연결선을 줄임으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 배선 시 내부연결선을 줄이기 위한 방안으로 3차원 FPGA가 제안되었다. 하지만 구조의 복잡해짐으로써 오히려 스위치에서 물리적인 연결선들은 더욱 증가하고 스위치의 면적이 증가하는 문제점을 가지게 되었다. 본 논문에서는 복잡성을 낮추어서 물리적인 내부 연결선의 길이를 줄이고, 배선시의 연결선의 길이를 3차원 FPGA만큼 줄일 수 있는 FPGA구조를 제안한다. 그리고 ISE 의 FPGA Editor와 배선 시 길이를 예측하는 프로그램을 사용하여 Xilinx사의 Virtex Ⅱ FPGA와 3D FPGA의 연결선 구성을 비교한다.