统一关键路径时延为基准FPGA模拟退火布局算法

传统FPGA模拟退火布局算法中衡量布局质量的时延代价计算是以各自布局的关键路径时延为基础的,在一定条件下并不能准确地反映实际布局变化情况.为此,提出一种统一关键路径时延为基准FPGA模拟退火布局算法.该算法设置了统一关键路径时延基准,通过引入惩戒系数来降低关键路径时延增加的布局方案被接受的概率,根据惩戒系数对关键路径时延收敛效果的影响制定了基准值设置标准,得到了与布局变化相匹配的时延代价函数.实验验证了文中算法的有效性.     

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。     

FPGA并行时序驱动布局算法

传统的基于模拟退火的现场可编程门阵列(FPGA)时序驱动布局算法在时延代价的计算上存在一定误差,已有的时序优化算法能够改善布局质量,但增加了时耗。针对上述问题,提出一种基于事务内存(TM)的并行FPGA时序布局算法TM_DCP。将退火过程分发至多线程执行,利用TM机制保证共享内存访问的合法性,并将改进的时序优化算法嵌入到事务中并发执行。测试结果表明,与通用布局布线工具相比,8线程下的TM_DCP算法在总线长仅有轻微增加的情况下,关键路径时延平均降低了4.2%,同时获得了1.7倍的加速,且其执行速度随线程数的增加具有较好的可扩展性。     

一种FPGA抗辐射布线算法设计

随着集成密度的增大以及工作电压的降低,基于SRAM的FPGA芯片更加容易受到单粒子翻转的影响。提出了一种基于通用布局布线工具VPR的抗辐射布线算法,通过改变相关布线资源节点的成本函数,来减少因单粒子翻转引起的桥接错误,并与VPR比较下板测试结果。实验结果表明,该布线算法可以使芯片的容错性能提升20%左右,并且不需要增加额外的硬件资源或引入电路冗余。     

岛式FPGA手动布局布线的实现

针对一款岛式FPGA芯片VS1000开发了布局布线工具VA,并实现了图形界面.为了使得FPGA芯片能够更灵活地满足实际电路设计的需求及实现用户对电路的人为控制,在VA中加入了手动布局布线功能,使得使用者可以灵活地移动逻辑单元,逻辑模块及其他模块并实现局部布线功能.     

基于SRAM结构的FPGA抗辐射布局算法

分析由辐射造成的单粒子翻转(SEU)软错误,在通用布局布线工具的基础上,提出一种基于SRAM结构的现场可编程门阵列 (FPGA)抗辐射布局算法。该算法通过优化电路单元在FPGA中的布局位置,减少布线资源开路敏感错误、短路敏感错误以及SEU敏感点的数目。测试结果表明,该算法能减少SEU软错误,提高FPGA的抗辐射性能,并且无需增加额外的设计成本和硬件开销。     

一种改进的伪布尔可满足性算法用于FPGA布线

为了避免伪布尔可满足性算法在布线过程中带来的增加转换成本的负面影响,提出了一种用于FPGA的新的布线算法,该算法结合了伪布尔可满足性算法与几何布线算法的优点。在布线过程中,先选用PathFinder这种几何布线方法对FPC}A进行布线,如果不能成功再采用伪布尔可满足性算法。并在布线流程中增加了静态对称破缺技术对伪布尔约束进行预处理,侦测并破缺其中的对称,从而达到减少搜索路径,消减成本的目的。初步的实验结果表明,这种混合布线方法可以显著减少运行时间,加速求解过程,并且对整体方案无不良影响。     

蚁群与粒子群混合的FPGA布局算法

FPGA布局在自动化设计中起到了十分关键的作用。将粒子群蚁群混合算法应用于FPGA布局问题,针对MCNC基准电路进行布局实验,并与模拟退火算法（SA）,模拟退火与遗传混合算法（GASA）及蚁群算法（ACO）等进行了对比。结果表明该布局方法具有较好的性能。     

门阵列布局与全局布线合并算法

本文提出了一种门阵列的布局与全局布线的合并算法(简称合并算法)。合并算法将布局和全局布线两过程合为一体,在布局的过程中考虑全局布线,同时利用布线信息指导布局,从而有效地利用了布局和全局布线信息,以较少的代价获得全局优化结果。合并算法成功地克服了传统的布局和全局布线分阶段设计的布图设计模式所固有的缺点。     

一种带时延约束的FPGA布局算法

基于ＳＲＡＭ编程结构的ＦＰＧＡ由于编程ＭＯＳ管的导通电阻与ＡＳＩＣ相比连线时延较大,为使电路能正常工作,很多情况下设计者必须对电路中某些路径的延迟作出限制,例如,地某些关键路径,要求时延小于某个值,或对一组路径,要求其中任意２条路径的进在东大于某个值,提出的一种能考虑这些时间约束条件的ＦＰＧＡ模拟退火布局算法－－ＰＴＣＰ,用约束条件指导模拟退火的方向,为了提高实现约束条件的成功率和获得更优化的结果     

基于FPGA的SM3算法优化设计与实现

介绍SM3密码杂凑算法的基本流程,基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,设计SM3算法IP核的整体架构,对关键逻辑进行优化设计。选用Cyclone系列器件作为目标器件,与现有算法进行实现比较,结果表明SM3算法IP核耗费较少的逻辑单元和存储单元,具有最高的算法效率,可为密码片上系统产品的开发提供算法引擎支持。     

一种FPGA配置文件压缩算法

基于现场可编程门阵列(FPGA)的可重构系统具有高性能和高灵活性,但随着FPGA规模的不断扩大,配置文件规模相应增加,导致可重构计算时间过长。该文提出一种FPGA配置文件压缩算法VLZW,降低了对片外存储器的容量要求,通过减少每次重构传送的配置数据缩短了系统重构时间。     

基于FPGA的双CPU容错控制器设计

基于冗余容错思想,设计基于现场可编程门阵列的双CPU容错控制器。该容错控制器在故障情况下可通过回溯重载进行故障判定和系统性能恢复,控制器控制律在传感器失效时能进行自我重构。仿真结果表明,该容错控制器通过冗余CPU的切换和控制律的重构实现了系统故障情况下的容错纠错功能。     

基于FPGA的有限域乘法算法的分析和比较

介绍椭圆曲线密码系统和超椭圆曲线密码系统中的乘法模块,在现有的3种乘法算法基础上,设计乘法的硬件框图,并用VHDL语言加以实现,同时对其实现速度和芯片面积进行比较。实验结果表明,在4个不同乘法器的实现方案中,8 bit串并混合乘法器的整体性能较优。     

基于FPGA+ARM的视觉导航轮式机器人

根据自动运输的需求,以FPGA+ARM为核心,设计一种基于视觉导航的自主式轮式机器人,使用FPGA控制图像的实时采集、存储和显示,用ARM实现路径识别、通信并控制执行机构和传感器。路径识别的基本思想是采样二值化并去噪,再检测出场景中的路径,由路径跟踪模块进行导航计算。实验结果表明,该机器人的控制准确可靠,能正确地跟踪预先设置的引导轨线。     

改进的中值滤波算法及其FPGA快速实现

针对传统中值滤波算法带来的图像模糊问题,提出一种改进算法,加入阈值比较环节以便更好地保持图像细节。当用FPGA实现中值滤波算法时,传统方法需要较多的时钟周期,由此设计一种新的硬件实现电路,仅用3个周期就能快速地取得中值。仿真结果说明,该改进算法不仅能够取得良好的滤波效果,而且使所处理的图像更加清晰,所设计的硬件电路能够快速、高效地对算法进行实现。     

基于OpenCL的3DES算法FPGA加速器

在数字货币、区块链、云端数据加密等领域,传统以软件方式运行的数据加解密存在计算速度慢、占用主机资源、功耗高等问题,而以Verilog/VHDL等方式实现的现场可编程门阵列（FPGA）加解密系统又存在开发周期长、维护升级困难等问题。针对3DES算法,提出一种基于OpenCL的FPGA加速器设计方案。设计具有48轮迭代的流水并行结构,在数据传输模块中采用数据存储调整、数据位宽改进策略提高内核实际带宽利用率,在算法加密模块中采用指令流优化策略形成流水线并行架构,同时采用内核矢量化、计算单元复制策略进一步提高内核性能。实验结果表明,该加速器在Intel Stratix 10 GX2800上可获得111.801 Gb/s的吞吐率,与Intel Core i7-9700 CPU相比性能提升372倍,能效提升644倍,与NvidiaGeForce GTX 1080Ti GPU相比性能提升20%,能效提升9倍。     

基于FPGA的压砖机PLC加密控制系统

为使压砖机制造企业的合法利益免受严重侵害,该文在分析原控制系统的基础上,提出基于FPGA的具有加密功能的PLC控制系统,在通信电缆和PLC之间引入了加密板,采用VHDL语言为平台,开发了以有限状态机为内核的底层系统。经工业现场应用,验证了该控制系统的稳定性、可靠性和安全性。