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基于LUT的FPGA工艺映射优化

作 者: 黄飞鸿
导 师: 段振华
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 计算机软件与理论
关键词: 现场可编程门阵列 工艺映射 综合 查找表 优化
分类号: TN791
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 16次
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内容摘要


在FPGA支持软件的开发过程中,工艺映射是最重要的步骤之一,它将与工艺无关的结构描述转换为特定的工艺描述,直接影响到最终电路的性能和成本。因此,本文研究FPGA工艺映射的优化算法。划分列举是工艺映射流程中最重要、最耗时的一步,其主要任务是产生划分,从而为下一步的选择划分作准备。本文在分析国内外现有工艺映射算法的基础上,提出了一种基于优先级划分的工艺映射算法XDPriorCutMap。该算法对每个节点只计算常数个划分,然后对这些划分进行排序和选择,对接近映射目标的划分赋予较高的优先级,最后把优先级最高的划分储存在节点上。XDPriorCutMap算法避免了传统映射方法中对所有划分的列举,既实现了电路的延时优化,又在很大程度上节约了内存开销,缩短了运行时间。最后,本文针对未来FPGA发展的新方向-混合FPGA,提出了基于延时和面积的优化方法,以及在映射过程中处理黑盒的方法。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 研究背景  7
  1.2 国内外研究现状  7-9
  1.3 研究的意义  9
  1.4 主要内容及组织结构  9-11
第二章 可编程门阵列FPGA及其支持软件概述  11-23
  2.1 可编程门阵列FPGA概述  11-18
    2.1.1 FPGA概述  11-12
    2.1.2 FPGA基本结构  12-15
    2.1.3 基于LUT结构的FPGA芯片介绍  15-17
    2.1.4 FPGA特点和功能  17-18
  2.2 可编程门阵列FPGA支持软件  18-22
    2.2.1 传统大规模电路的设计  18
    2.2.2 FPGA支持软件设计方法简介  18-19
    2.2.3 FPGA支持软件设计方法流程  19-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章 FPGA工艺映射及经典FlowMap算法介绍  23-37
  3.1 FPGA工艺映射  23-25
    3.1.1 FPGA的工艺映射问题  23-24
    3.1.2 基本概念  24-25
  3.2 工艺映射的一般流程  25-27
  3.3 FPGA工艺映射的一般方法  27-32
    3.3.1 前人研究成果  27-28
    3.3.2 节点的分解  28-29
    3.3.3 查找表的化简  29-32
  3.4 FPGA工艺映射的优化目标  32-33
  3.5 经典FlowMap算法介绍  33-36
    3.5.1 FlowMap的标记阶段  34-36
    3.5.2 FlowMap的覆盖阶段  36
  3.6 本章小结  36-37
第四章 基于优先级划分的工艺映射XDPriorCutMap算法  37-61
  4.1 算法背景介绍  37-38
  4.2 基本概念  38-42
    4.2.1 基本定义  39
    4.2.2 传统的FPGA映射方法  39-42
  4.3 XDPriorCutMap算法的优势  42-47
    4.3.1 带优先级的划分  42-43
    4.3.2 划分排序  43-45
    4.3.3 基于深度优化的优先级划分  45-46
    4.3.4 基于面积优化的优先级划分  46
    4.3.5 内存开销分析  46
    4.3.6 时间复杂度分析  46-47
  4.4 算法的设计与实现  47-53
    4.4.1 算法描述  47-49
    4.4.2 算法实现  49-53
  4.5 布尔网络的图形显示  53-54
  4.6 实验数据  54-58
  4.7 本章小结  58-61
第五章 混合FPGA及其工艺映射算法  61-73
  5.1 混合FPGA的简介  61-64
    5.1.1 混合FPGA的概述  61-63
    5.1.2 混合FPGA的优势  63-64
  5.2 混合FPGA的工艺映射  64-68
    5.2.1 HFPA的延时优化  65-67
    5.2.2 HFPA的面积优化  67-68
  5.3 混合FPGA对黑盒的处理  68-71
    5.3.1 黑盒边界的优化  68-69
    5.3.2 优化中黑盒的处理  69-71
  5.4 本章小结  71-73
第六章 总结和展望  73-75
  6.1 工作总结  73
  6.2 前景展望  73-75
致谢  75-77
参考文献  77-81
作者在读期间的研究成果  81

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 逻辑电路
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