层次式FPGA快速布局算法

随着现代FPGA规模与结构迅速发展,对FPGA物理设计的要求越来越高,为此,对商业化层次式FPGA提出一种快速布局算法.以基于划分的布局方法作为基本算法框架,针对层次式FPGA的结构制定计划分粒度控制、空间分配和线网权重分配等优化策略,对电路划分过程(整体布局过程)和详细布局过程进行优化.实验结果表明,该算法在实现快速布局的同时,嵌入的优化策略平均将总线长缩短29%;与基于结群的层次式FPGA布局算法相比,平均线长仅为基于结群算法的60%,同时平均运行速度快4倍多.     

岛式FPGA线长驱动快速布局算法

传统的FPGA布局箅法需要花费大量时间,影响了FPGA物理设计效率.为了在保证布局质量的前提下缩短布局时间,提出一种岛式FPGA快速布局算法.首先考虑终端传输的迭代二划分,然后进行最小费用流初始布局和低温模拟退火的布局优化.在每一个划分层次中,考虑了线网的终端对线网权重的影响;对于每一个划分的区域,使用最小费用流来确定初始的布局;在布局的最后阶段使用低温模拟退火来提高初始布局的质量.实验结果表明,该算法布局结果的质量高、速度快.     

基于量子模型的快速FPGA布局算法

为能在全局范围内快速搜索到优化的布局结果,提出一种基于量子模型的布局算法,并结合传统模拟退火算法实现FPGA布局。测试结果表明,相比VPR布局算法,该算法的布局运行速度平均提高了2倍以上,时序性能提升了2%,且随着FPGA芯片和电路规模的不断增大,能有效提高FPGA的软件运行效率。     

力驱动三维FPGA布局算法

三维FPGA布局问题的复杂度与二维情况相比成指数倍增长,布局算法需要花费大量时间,影响了FPGA物理设计效率.为了在保证布局质量的前提下缩短布局时间,提出以线长为优化目标基于力驱动的三维FPGA布局算法——3D-WFP.该算法由整体布局、坐标合法化和层划分、布局优化3个阶段组成,通过力驱动算法快速形成整体布局,为后续2个子过程提供更精确的逻辑单元位置和时延信息.提出三维空间填充曲线,根据位置和时延信息依次对逻辑单元按照三维空间填充曲线进行坐标合法化和层划分;修正了低温模拟退火进行布局优化的解空间,大大加快了低温模拟退火的收敛速度.与已有的三维FPGA布局算法比较,3D-WFP在保证运行时间和时延性能的前提下,有效地缩短了最终布局结果,缩短的总线长达7.38%.     

一种采用规划方法的宏模块布局算法

提出一种基于非线性规划的宏模块布局算法。该算法将布局问题归纳为一个非线性规划问题，考虑了引脚的实际位置并使用取向向量来描述模块的取向,可以在确定模块位置的同时也确定模块的取向；同时使用交替求解的策略有效地简化了问题的求解。实验结果表明文中算法快速有效。     

分级的混合模式布局算法

针对混合模式的布局问题提出一种分级的自动布局算法.所谓混合模式就是标准单元和宏模块相结合的布局模式.该算法在模块级和单元级两个层次上完成布局.在模块级上,首先将所有随机单元划分成若干软模块,然后采用基于序列对(sequence pair,简称SP)的方法完成模块布局;在单元级上,首先对每个软模块内部采用二次规划的布局算法进行布局,然后在全芯片范围内对布局进行改善,最后采用一种基于最小割(min-cut)和枚举相结合的快速详细布局算法完成最终布局.在一组标准单元数和宏模块数不同的电路上对该算法进行了验证,效果是令人满意的.     

基于VPR的FPGA布局算法时延改进

基于模拟退火的现场可编程门阵列(FPGA)布局算法在计算关键度时存在一定的偏差。为此,提出一种FPGA布局时延改进算法。利用不同的模拟退火温度和交换接收率,以及前后2次布局的时延代价差,对FPGA布局的时延代价进行补偿。通过增加时延补偿模块来调整布局的代价函数,达到重新寻找布局过程中被遗弃的较优解的目的。实验结果表明,在MCNC基准电路上使用改进算法,布局的时延代价和线网代价分别比改进前的算法减少19.2%和0.5%。此外,电路的关键路径时延也得到了不同程度的改善,使得布局质量在各个方面都明显优于优化前的通用布局布线算法。     

用非常快速模拟重复退火算法实现的模拟电路模块布局

提出了基于非常快速模拟重复退火算法实现模拟电路模块布局的方法,该算法指数倍地快于传统的Cauchy 或 Bolzmann退火算法.其中使用一个滑行函数将绝对布局问题转化为相对布局问题,这样极大地减少了算法的搜索空间,而不会降低搜索成功率.价值函数根据模拟集成电路固有的特点设计而成,模拟电路设计者可根据电路的具体要求选择合适的网络长度估算器.使用最小steiner树方法的全局布线器与布局器同时工作,减轻了后续细节布线环节的工作量,并保证最后布局结果的可用性.最后,给出了使用该布局方法实现运算放大器的版图事例.     

含有快速进位链的FPGA布局系统研究*

为了使FPGA（field grogrammable gate array）布局系统能够处理含有快速进位链及IP(intellectual property)核的复杂电路,在模拟退火算法的基础上,提出一种新的FPGA布局算法。该算法对含有快速进位链和不含快速进位链的电模块分别构造和调用不同的评价函数。以此来优化布局系统,实验结果表明,此布局系统与最具代表性的VPR（versatile place and route）布局系统相比增加了处理进位链和IP核功能,提高了布局系统性能。     

一种利用图建模的宏模块合法化算法

提出一种基于有向限制图的宏模块合法化算法,将宏模块合法化问题抽象为图的问题.该算法建立水平和垂直方向两张有向图,把每个宏模块抽象为两张图中的结点,把两个模块之间的位置关系抽象为图中的边,从而把二维问题转化成两个一维问题,大大降低问题的复杂度.实验证明,该算法可以有效地消除宏模块之间的重叠,并且有效控制了所有宏模块的位移距离.     

VLSI布局结构表示研究进展

超大规模集成电路技术的迅猛发展迫切需要高性能CAD工具——电子设计自动化软件工具的支持．布局是布图设计中一个极为重要的环节．目前,在深亚微米、超深亚微米工艺下的超大规模、甚大规模集成电路设计中,布局结果的好坏直接影响整个布图设计,因此如何高效地表示布局结构,从而提高布局质量成为布图设计中的一个国际上的研究热点．文中介绍并分析了当前国内外比较流行的布局结构的表示方法研究工作的进展情况．     

基于GA-SA混合算法的VLSI门阵列布局设计

布局是VLSI布图设计中的关键环节，通常采用随机优化算法。该文采用遗传算法(GA)与模拟退火法(SA)相结合的搜索算法实现VLSI门阵列模式布局，利用遗传算法进行全局搜索，模拟退火法进行局部搜索。进化过程中采用精英保留策略，并对进化结果进行有选择的模拟退火操作，这样既加强了局部搜索能力又防止陷入局部最优。在复合布局目标函数中引入对最长线网的惩罚，其收敛速度比以总线长度为单一目标函数的要快。在交叉操作中，对交叉位置的选择采用了一种新的策略，增加了交叉的有效性。实验表明，此算法与简单遗传算法相比，有效地提高了全局搜索能力。     

一种通用云计算资源调度问题的快速近似算法

在分布式云计算平台中,面向大规模用户的在线应用需处理针对海量资源的用户需求,在给定的资源预算下,服务提供商需确定最优资源放置位置,以最大程度地满足用户需求,通常需求用给定时间段内均值表示.然而真实场景中用户需求是高度动态和随机的,采用随机需求模型以考虑更多需求细节,资源利用率可得到进一步优化.但相比均值调度方法,随机需求模型会导致很高的计算复杂度.已有的最优解求解算法的时间复杂度和资源总量成正比,无法满足海量资源在线调度的效率要求.基于非线性规划理论,提出了一个快速资源分配算法,该算法可将计算复杂度降低至最优解算法的1‰,并逼近最优解效果的99%,因此可用于在线应用场景中海量资源的高效调度.