反熔丝 FPGA 布局算法.pdf

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1、No．3微处理机第3期Jun．，2015MICROPR0CESSORS2015年6月反熔丝FPGA布局算法魏岩(中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032)摘要：布局是大规模集成电路设计中非常重要的环节。在现场可编程门阵列(FieldProgram-mableGateArray，FPGA)的应用中，由于布线资源已经确定，所以FPGA的布局算法更加重要。针对反熔丝FPGA的布局应用，在目前最流行的布局算法上进行改进和优化很有必要。以建立高性能、低拥挤的布局为目标，从反熔丝FPGA芯片结构和布局算法两方面进行了深入研究。根据更精确的代价值计算，以及

2、代价框模型和移动上限的改善，得到更有效的布局结果。反熔丝FPGA的布局算法需要新的代价值计算方法和计算公式。通过实验验证，改进后的反熔丝FPGA布局算法的布局结果更为合理，为下一步的布线工作展开建立了良好接口。关键词：布局算法；反熔丝；现场可编程门阵列；模拟退火算法；行排列FPGA；代价值DOI编码：10．3969／j．issn．1002—2279．2015．03．002中图分类号：TN4文献标识码：A文章编号：1002—2279(2015)03—0004—03PlacementAlgorithmsforAntifuseFPGAWeiYan(The47t

3、hResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Shenyang110032，China)Abstract：PlacementisaveryimportantpartofLargeScaleIntegrationDesign．It，sespeciallyimportantontheapplicationofFieldProgrammableGateWay(FPGA)asaresultoftheroutingresourceisfixed．It，snecessarytoimpro

4、vealgorithmtoadaptforantifuseFPGAbasedonthemostpopularplacementalgorithm．Aimingatthehigherperformanceandlowercongestion，thisarticlemainlyfocusesontheantifuseFPGAarchitecturemodelandrelatedplacementalgorithm．Thebetterplacementresultisfoundaccordingtotheexactcostandtheimprovedbound

5、ingboxandmovelimit．TheplacementalgorithmsofantifuseFPGAneedsanewwaytocomputethecostandthecorespondingmathematicalmode1．TheexperimentalresultsshowthattheimprovedalgorithmismorereasonableforantifuseFPGAandprovidesthebetterinterfacefortherouting．Keywords：Placementalgorithm；Antifuse；

6、FPGA；SimulateAnnealingalgorithm；Row—styleFPGA；Cost对性的对布局算法进行改进和优化。1引言目前，市场上有三种基本的FPGA编程技术：2反熔丝FPGA布局算法的设计和实现SRAM、Flash、反熔丝。其中反熔丝具有高抗干扰性2．1基本布局算法模型和低功耗的优点，适用于要求高可靠性、高保密性的布局问题属于NP难题，想要找到较好的布局定型产品。学术界大都是针对孤岛型结构的SRAM结果非常困难。目前典型的布局算法模型有：基于的FPGA布局算法进行研究，对行排列的反熔丝划分的布局算法、遗传算法、模拟退火布局算法等。F

7、PGA的研究较为匮乏J。传统的布局算法应用在其中，模拟退火算法计算过程简单、通用，在增反熔丝FPGA时效率低、布局结果差，对布线造成较加新的优化目标或者约束方面方便得多。大压力。所以，需要在反熔丝FPGA的结构上，有针作者简介：魏岩(1986一)，男，辽宁省盘锦市人，助理工程师，主研方向：集成电路设计。收稿日期：2015一O1—153期魏岩：反熔丝FPGA布局算法·5·2．2反熔丝FPGA结构简介及传统布局算法面临的问题有别于其它结构的FPGA，反熔丝FPGA的逻辑单元都是N输入、1输出的逻辑结构，而且反熔丝FP-GA的结构是行排列的FPGA结构。如图1

8、所示。由于这种特殊的结构，传统布局算法如果直接应用在反熔丝FPGA上则会造成水平