FPGA高效布线方法研究

发布时间：2021-06-24 07:37

　　作为集成电路领域内一种半定制电路,现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Arrays,简称FPGA）具有设计灵活、成本低、逻辑资源丰富等优点,目前已经广泛应用于现代数字系统设计。以硬件描述语言（Hardware Description Language,简称HDL）设计的电路,经过FPGA EDA（Electronic Design Automation）软件编译后生成二进制位流,使用该位流可以对FPGA芯片中的可编程开关等物理器件进行配置从而最终在FPGA上实现电路功能。随着FPGA集成度和电路规模的增长,FPGA EDA软件耗时越来越长,从而降低FPGA在半导体市场上的竞争力并制约FPGA的健康发展。因此,提升FPGA EDA支撑软件的效率,已经成为当前FPGA领域内主要研究方向之一。FPGA EDA软件的流程包括电路设计、行为综合、工艺映射/逻辑综合、打包/装箱、布局和布线,而其中布线是该流程中耗时最长的步骤之一,且布线的好坏直接影响到电路最终在FPGA硬件上实现后的性能。然而,目前的FPGA布线算法存在以下两方面的不足:（1）算法运行速度慢,导致电路... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 串行FPGA布线算法
        1.2.2 并行FPGA布线算法
        1.2.3 目前方法存在的问题
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 FPGA结构和开发流程
    2.1 岛型结构FPGA
        2.1.1 可配置逻辑单元
        2.1.2 输入输出单元
        2.1.3 异构功能单元
        2.1.4 可编程连线资源
    2.2 FPGA EDA流程
        2.2.1 设计输入
        2.2.2 行为综合
        2.2.3 工艺映射
        2.2.4 打包
        2.2.5 布局
        2.2.6 布线
        2.2.7 位流生成
    2.3 本章小结
第三章 一种利用高效重布线策略的时间优化FPGA布线算法
    3.1 FPGA布线问题
    3.2 利用高效重布线策略的时间优化FPGA布线算法
        3.2.1 总体框架
        3.2.2 布线算法
        3.2.3 新的迷宫布线算法
        3.2.4 高效重布线策略
    3.3 实验测试
        3.3.1 实验环境和测试电路介绍
        3.3.2 测试结果
    3.4 本章小结
第四章 一种利用线网混合划分和并行策略的FPGA布线算法
    4.1 算法总体框架
    4.2 线网划分
        4.2.1 划分第一阶段
        4.2.2 划分第二阶段
    4.3 对互斥线网集合布线
    4.4 对重叠线网集合布线
    4.5 布线结果确定性分析
    4.6 实验结果
        4.6.1 实验环境和测试电路介绍
        4.6.2 负载平衡
        4.6.3 内存使用
        4.6.4 布线运行时间
        4.6.5 和现有方法比较
    4.7 本章小结
第五章 实现两种FPGA布线算法的支持工具
    5.1 利用高效重布线策略的时间优化FPGA布线算法支持工具
        5.1.1 文件信息读取
        5.1.2 构建布线资源图
        5.1.3 线网布线
        5.1.4 实验结果
    5.2 利用线网混合划分和并行策略的FPGA布线算法支持工具
        5.2.1 线网划分
        5.2.2 多线程并行布线
        5.2.3 实验结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PathFinder和拆线-重布的FPGA时序布线算法[J]. 刘洋,杨海钢,喻伟,崔秀海,黄娟.  计算机辅助设计与图形学学报. 2014(01)
[2]自动修复短时序违反路径的FPGA布线算法[J]. 刘洋,杨海钢,喻伟,蔡刚,徐维涛.  计算机应用研究. 2014(01)
[3]力驱动三维FPGA布局算法[J]. 隋文涛,董社勤,边计年.  计算机辅助设计与图形学学报. 2011(10)



本文编号：3246676