一种FPGA结构描述文件到布线资源图的转换系统

作为描述FPGA硬件资源的结构描述文件,不仅能被解析以抽取FPGA芯片内部的结构信息,并且能被转换到布线资源图以获得FPGA可编程布线资源的通用抽象模型。采用有向图来构建FPGA布线资源图和描述FPGA拓扑结构,其中FPGA的每个逻辑块端口或互连线段对应于布线资源图的顶点,FPGA的逻辑块端口与互连线段、互连线段之间的可编程通路构成了布线资源图的有向边集。然后阐述了FPGA结构描述文件到布线资源图转换系统的流程图,还给出了FPGA结构描述文件编译所需的EBNF表达式和结构线网到布线资源图的自顶向下转换算法。最后,在Windows平台下用C++实现了该转换系统,并选用Virtex-6型号Slice结构测试用例,进行了FPGA结构描述文件到布线资源图的转换,验证了FPGA结构描述文件到布线资源图转换系统的正确性和有效性。

基于布线资源图的FPGA互连测试算法

分析基于静态随机访问内存的FPGA开关盒互连资源,提出一种自动生成且与应用无关的测试配置集算法,通过建立布线资源图,根据线网的走向动态设定各边的权重,利用改进的Kruskal算法,自动产生测试配置集。对于FPGA不同的互连结构,该算法对互连资源中的开路和短路故障的覆盖率能够达到100%,且具有测试配置个数少、运行速度快以及与具体硬件结构无关等优点。

面向eFPGA的拼接式布线资源建模方法

嵌入式可编程门阵列核(eFPGA)在定制过程中的每一次迭代,都需要在新生成的布线资源图(RRG)上进行布线,进而完成该次迭代对面积/时序等参数的评估。传统的eFPGA RRG建图方法,在每次评估迭代时都需要重新生成全芯片的结构描述并在其基础上建立布线边和布线点,建图问题复杂度随芯片规模线性增大,很容易达到性能瓶颈。为了应对上述挑战,首先针对复用单元类型建立其RRG模型以及互连关系模型,然后采用一种根据资源排布关系,以动态拼接方式即时生成不同待评估阵列规模RRG的方法。实验证明,其相较于传统方法,在复用单元类型库不变的eFPGA评估过程中,依赖更小且近乎不变的数据库,建图总时间降低了约84%,内存峰值占用平均降低了约64%,从而提高了eFPGA的评估效率。

一种新型的自动化FPGA互连测试算法

针对FPGA结构中出现特殊互连资源的现状,提出一种基于改进型深度优先搜索的测试算法。该算法将所有可编程互连开关等价对待,互连资源以图的形式表示,给每条边设定权重并选择最小权重边连入测试线网,对互连资源进行遍历搜索,以测试互连资源开路和短路故障。实验结果表明,该算法能够覆盖FPGA结构中出现的特殊互连资源,具有高度自动化的特点。

FPGA开关盒数学模型的研究

基于图论的数学理论,对Xilinx公司主流产品之一的XC5VSX95T中的开关盒进行分析,提出一种分层建模的概念,并对开关盒的pips进行分类再分析,最后用C语言对其进行定义和描述。将开关盒模型加入XC5VSX95T的互连模型中并导入计算机,通过搜索算法求取测试路径。经过软件检查和测试,所得到的开关盒模型能够满足软件的DRC规则,并通过软件的编译。研究得出的开关盒模型能够准确描述XC5VSX95T中的开关盒互连关系,提高计算机自动布线和布线资源测试的效率。