FPGA布局算法研究
【摘要】:随着集成电路技术的不断发展,现代FPGA呈现出高速度、高密度、低成本的趋势。FPGA结构的复杂化和芯片规模不断扩大给物理设计带来了新的挑战。布局问题是FPGA物理设计的关键环节,布局质量的好坏直接影响最终电路的性能。本文针对二维和三维岛式FPGA布局问题,从结群、二维布局和三维布局的角度进行了相关算法的研究和探索。
主要工作如下:
(1)提出了基于物理信息的结群算法。通过迭代二划分和二次遍历,为逻辑单元提供逻辑物理位置信息。将结群过程根据互连关系,进行二阶段划分,提高了算法的准确性。考虑物理位置信息的结群策略产生更加合理的结群结果,减少了逻辑单元外部平均线网的数量和最终电路的总线长。
(2)提出了岛式FPGA线长驱动快速布局算法。通过定义线网的终端结点,更加准确地描述了线网的权重,提高了基于线长划分准确性,将划分过程与最终优化目标有机地结合在一起。利用逻辑单元与物理单元之间的映射关系,通过合理设计弧流量和费用,建立二维布局的最小费用流图,快速得到比较合理的初始布局结果。利用低温模块退火,快速优化初始布局结果,形成最后的布局方案。该算法可以减小初始布局总线长24.5%,减少最终布局运行时间33.6%。
(3)提出了力引导线长驱动三维FPGA布局算法。算法改变了传统的三维布局问题的求解流程,将层划分调整到全局布局阶段之后。对二维解析布局算法进行三维化改造,将力引导算法成功应用到三维空间。为了提高层划分的质量,通过力引导的二维全局布局算法快速形成模块间的相对物理位置关系,利用合法化和空间填充曲线,进行层划分并生成三维初始布局。通过低温模块退火进行布局结果的优化。通过调整模拟退火的交换策略和关键参数,缩小了模拟退火的解空间,提高了算法的效率。该算法可以缩短最终电路的总线长7.38%。
本文为现代FPGA的物理设计,提供了以总线长为优化目标,从结群到布局的优化算法。
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1 |
徐京晶;最先进的10万门现场可编程门阵列(FPGAs)[J];微处理机;1996年03期 |
2 |
;Xilinx免费WEB设计工具增加FPGA支持[J];世界电子元器件;2000年11期 |
3 |
罗剑波,姜伟;一种基于FPGA技术的高频疲劳试验机控制器的研制[J];电子工程师;2001年09期 |
4 |
Xilinx Inc.Amit Dhir;FPGA推动无线局域网发展[J];电子产品世界;2002年22期 |
5 |
Saeid Mousavi,Stephen Cheng;平台FPGA架构用于复杂嵌入式系统[J];今日电子;2002年06期 |
6 |
黄莺;Xilinx:创新求变 逆风飞扬[J];世界电子元器件;2002年09期 |
7 |
胡玲娜,张小军,邓鸿威;基于SYSTEM C的FPGA设计方法[J];今日电子;2003年12期 |
8 |
彭飞,赵继勇;基于FPGA的全数字低中频QPSK调制解调器实现[J];电子设计应用;2003年09期 |
9 |
Ken O'Neill;降低单事件辐射对卫星用FPGA的影响[J];电子设计应用;2003年12期 |
10 |
包明,赵明富,郭建华;基于FPGA的高速高精度频率测量的研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年02期 |
11 |
杜兆林
,吴嗣亮;基于FPGA的专用信号处理器设计和实现[J];电子设计应用;2004年06期 |
12 |
;Altera新款Cyclone II FPGA比前一代成本低30%[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年08期 |
13 |
;用作嵌入式处理器定制外围器件的FPGA[J];世界电子元器件;2004年09期 |
14 |
赵科;基于FPGA的加密算法的设计[J];微计算机信息;2004年09期 |
15 |
张庆玲;基于FPGA汉字显示的VHDL语言实现[J];陕西科技大学学报;2004年02期 |
16 |
边绍辉,蔡晋辉,周泽魁,张光新;基于DSP和USB接口的视觉检测系统的设计[J];计算机工程;2004年20期 |
17 |
刘宏伟
,郑立云
,董代洁
,冯一兵;USB实验装置的研制与开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年12期 |
18 |
张文艳,陈立强,程方,程刚;用FPGA实现水声MFSK信号的同步接收及解码[J];探测与控制学报;2004年04期 |
19 |
梁慧;FPGA在机载雷达信号处理系统中的应用[J];现代雷达;2005年02期 |
20 |
谢明,吉书鹏,段哲民;基于高速双DSP的柔性机载实时图像跟踪系统研究[J];国外电子元器件;2005年03期 |
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