FPGA布局算法研究和軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文FPGA布局算法研究和軟件實(shí)現(xiàn)姓名：楊銘申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師：曾璇20070523捐要摘要FPGA布局算法和軟件位于工藝映射和布線之間，是一個(gè)承上啟下的階段，對最終的布通率和時(shí)序都有著重要的影響。本論文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了國內(nèi)外裝箱和布局算法的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的結(jié)合了裝箱的布局算法框架，并稱之為“低溫交替改善的”布局算法。其基本思想是，在模擬退火

2、的低溫階段交替的優(yōu)化裝箱和布局。本文給了基于學(xué)術(shù)界標(biāo)準(zhǔn)布局布線軟件VPR的一個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)，并且提出了低溫的判定條件以及一種新的選擇待交換邏輯單元的方法。采用三種不同的裝箱算法作為布局輸入，基于VPR的低溫交替改善的布局算法實(shí)現(xiàn)，在布通率上，比VPR分別提高了213％、155％、107％。而帶來的平均額外時(shí)間開銷不到20％。FPGA布局軟件實(shí)現(xiàn)對整個(gè)FPGACAD流程的運(yùn)行效率，算法的可擴(kuò)展性也有著不可忽視的影響。現(xiàn)代FPGA有著多樣而復(fù)雜

3、的邏輯和布線資源。而學(xué)術(shù)界的布局軟件VPR所面向的FPGA卻只能處理十分簡單的FPGA結(jié)構(gòu)，對于宏、總線、多時(shí)鐘等實(shí)際應(yīng)用中很重要的部分都沒有考慮。本文提出了“邏輯單元層”的概念，用具有特定幾何結(jié)構(gòu)的邏輯單元層來統(tǒng)一處理多種類型的邏輯資源。針對相對位置約束在現(xiàn)代FPGA布局軟件中的重要地位，我們提出了一種處理相對位置約束的方法。這些討論均已經(jīng)在面向XilinxSpartanII芯片布局的原型系統(tǒng)中得到了實(shí)現(xiàn)，初步證實(shí)了這些方法的可擴(kuò)展性