本发明涉及半导体封装领域，具体涉及一种有源的且能够在多种系统设计中重复使用的硅中介层的设计。
背景技术：
1、随着封装技术的进步，以硅中介层(siliconinterposer)为载体的2.5d(2.5维)封装技术有望缓解因摩尔定律放缓带来的芯片性能增长困境。与传统的芯片设计方式不同，2.5d将大的裸片(die)拆分为多个小面积的芯粒(chiplet)进行生产，随后将它们焊接在一块硅中介层上。这一方式能够降低单次制造芯粒的面积，提升其良率。2.5d封装也能够支持混合制程的工艺，进一步降低制造成本。此外，相比于设计整块芯片，2.5d封装技术仅需在封装阶段进行芯粒集成，更为灵活快捷。
2、硅中介层一方面作为物理的封装载体，另一方面为芯粒提供电、时钟、外部输入输出与芯粒间数据传输信号。目前使用的硅中介层分为有源与无源两种，其区别在于是否在中介层中制造有源器件(如晶体管)。有源硅中介层可采用片上网络(networkonchip)作为芯粒互联架构来提供高性能的芯粒间互联网络与各式芯粒的灵活集成。
3、现有的有源硅中介层技术可分为定制与可重用两类。
4、定制的有源硅中介层需要根据每个2.5d系统中包含的芯粒的大小、位置、数量，以及系统对电源、时钟、外部输入输出与芯粒间数据传输的需求，对单独对tsv(硅通孔)、芯粒间互联网络进行设计与制造，带来高昂的金钱与时间成本。
5、可重用的有源硅中介层技术旨在设计一款能在多种2.5d系统中使用，并且能满足它们对电源、时钟、外部输入输出以及芯粒间数据传输需求的有源中介层。现有的可重用有源硅中介层技术sisl(siliconinterconnectservice layer，硅互联服务层)在中介层中包含固定的芯粒间互联网络。由于芯粒间互联网络拓扑结构是固定的，sisl难以针对某一特定的2.5d系统进行调优，故而性能不佳。现有的设计也未考虑中介层导线、路由器存在故障时的解决方案。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决上述定制有源硅中介层无法被其他2.5d系统重复使用的缺陷以及现有可重用硅中介层不能被配置为所需芯粒间互联网络拓扑、不能处理导线与路由器故障的问题，提出了一种芯粒间互联网络拓扑可配置、可被任意切割与组合、故障容忍的可重用有源硅中介层。
2、具体来说，本发明提出了一种基于可重用有源硅中介层的芯片，其中包括：
3、多个芯粒；
4、基板，用于提供电源、时钟和芯片外部输入输出信号；
5、由多个瓦片构成的可重用有源硅中介层，每个瓦片表面和底面均具有凸块，通过底面的凸块与该基板电气连接，获取电源、时钟、外部输入输出信号；通过表面的凸块与该芯粒电气连接；
6、且每个瓦片内包含竖直方向的硅通孔，在部分瓦片表面的凸块与瓦片底面的凸块之间形成电气连接，为芯粒传送电源、时钟、芯片外部输入输出信号；每个瓦片内部还包含至少一个路由器，该路由器与多个表面凸块形成电气连接，该芯粒通过微凸块与路由器进行芯粒间数据传输。
7、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中处于同一行的瓦片内的路由器相互电性连接；处于同一列的瓦片内的路由器相互电性连接，构成芯粒间互联网。
8、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中该路由器由输入输出通道与控制电路组成，输入输出通道包含两类通道：路由通道与旁路通道；控制电路由虚通道分配器、配置寄存器和开关分配器组成；
9、每类输入输出通道包含与该路由器输入输出端口相连的子路由通道和子旁路通道；该子路由通道包括：通道输入端口、输入虚通道，旁路路径、多路选择器、通道输出端口；该子旁路通道包括：通道输入端口、输入寄存器、旁路路径、多路选择器、通道输出端口。
10、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中该瓦片内路由器有3种工作模式：逻辑路由器模式：至少1个子路由通道被配置为流水线模式，路由器用来对数据包的传输流进行分叉与合并；旁路路由器模式：工作的通道均被配置为旁路模式，路由器仅负责数据包传递，且虚通道分配器10与开关分配器15被关断，以降低功耗；关断模式：所有的通道都没有被使用，路由器整个被关断，以降低功耗。
11、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中该流水线模式为4级流水线模式：流水线第1阶段，输入端口进入的芯粒传输数据微片被写入输入虚通道；流水线第2阶段，芯粒传输数据头微片通过信号，使用虚通道分配器，获取下一跳路由器的输入虚通道使用权；流水线第3阶段，输入虚通道中的芯粒传输数据微片根据头微片的路由信息产生信号，并通过开关分配器产生信号，获取所需子路由输出通道对应的交叉开关端口使用权；流水线第4阶段，数据微片穿过交叉开关和子路由通道的输出端口，前往下一跳路由器.
12、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中该子路由通道在配置寄存器的控制下，配置为不受虚通道分配器、开关分配器控制的该旁路模式：通道输入端口进入的芯粒传输数据微片通过信号直接经过旁路路径、交叉开关以及子路由通道或子旁路通道输出端口，前往下一跳路由器；配置寄存器通过多路选择器上的信号，控制数据微片所到达的通道输出端口。
13、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中该路由器中输入虚通道或者输入寄存器经过配置后，用以寄存路由器间传输的数据包。
14、所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其中根据控制信号，将该芯粒间互联网配置为指定拓扑结构，并在运行时实时监测传输质量，同态调整该拓扑结构，以绕开故障导线或路由器进行数据传输。
15、本发明还提出了一种包括该基于可重用有源硅中介层的芯片的处理装置。
16、由以上方案可知，本发明的优点在于：
17、相对于定制的有源硅中介层，所提出的硅中介层设计能够避免重新设计中介层的时间、成本开销。通过本发明的配置方法，就能为不同的芯粒系统提供电源、时钟、外部输入输出以及芯粒间数据传输信号。相对于已有的可重用有源硅中介层设计方案，所提出的方案数据芯粒间互联网络性能更高、能够容忍导线与路由器故障。故本发明的芯片适合用于低成本、快速集成芯粒，并且对芯粒间通信性能要求较高的场景，例如需要低成本、高生产效率、性能稳定的自动驾驶控制装置等处理装置。
1.一种基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，处于同一行的瓦片内的路由器相互电性连接；处于同一列的瓦片内的路由器相互电性连接，构成芯粒间互联网。
3.如权利要求1所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，该路由器由输入输出通道与控制电路组成，输入输出通道包含两类通道：路由通道与旁路通道；控制电路由虚通道分配器、配置寄存器和开关分配器组成；
4.如权利要求3所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，该瓦片内路由器有3种工作模式：逻辑路由器模式：至少1个子路由通道被配置为流水线模式，路由器用来对数据包的传输流进行分叉与合并；旁路路由器模式：工作的通道均被配置为旁路模式，路由器仅负责数据包传递，且虚通道分配器10与开关分配器15被关断，以降低功耗；关断模式：所有的通道都没有被使用，路由器整个被关断，以降低功耗。
5.如权利要求4所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，该流水线模式为4级流水线模式：流水线第1阶段，输入端口进入的芯粒传输数据微片被写入输入虚通道；流水线第2阶段，芯粒传输数据头微片通过信号，使用虚通道分配器，获取下一跳路由器的输入虚通道使用权；流水线第3阶段，输入虚通道中的芯粒传输数据微片根据头微片的路由信息产生信号，并通过开关分配器产生信号，获取所需子路由输出通道对应的交叉开关端口使用权；流水线第4阶段，数据微片穿过交叉开关和子路由通道的输出端口，前往下一跳路由器。
6.如权利要求4所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，该子路由通道在配置寄存器的控制下，配置为不受虚通道分配器、开关分配器控制的该旁路模式：通道输入端口进入的芯粒传输数据微片通过信号直接经过旁路路径、交叉开关以及子路由通道或子旁路通道输出端口，前往下一跳路由器；配置寄存器通过多路选择器上的信号，控制数据微片所到达的通道输出端口。
7.如权利要求4所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，该路由器中输入虚通道或者输入寄存器经过配置后，用以寄存路由器间传输的数据包。
8.如权利要求4所述的基于可重用有源硅中介层的芯片，其特征在于，根据控制信号，将该芯粒间互联网配置为指定拓扑结构，并在运行时实时监测传输质量，同态调整该拓扑结构，以绕开故障导线或路由器进行数据传输。
9.一种包括如权利要求1到8任意一种基于可重用有源硅中介层的芯片的处理装置。
