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近几年来,FPGA已经转变为数字系统的核心并且其市场份额持续增长。与ASIC相比,FPGA具有研发周期短、制造成本低等优势。目前FPGA的价格和功耗不断降低,性能和密度水平却越来越高,使其不仅能满足许多对成本敏感的应用,而且能满足许多更高端应用的要求。我国目前采用的FPGA大多需要从国外进口,因此设计开发具有自主知识产权的FPGA以及配套电子设计自动化软件平台具有重要意义。 本文的主要工作是为一款具有完全自主知识产权的辐射加固SOI工艺FPGA--VS1000开发专用映射工具,能够实现将综合器生成的EDIF网表结合FPGA硬件结构进行网表转换,并将电路网表映射到硬件结构的功能,同时在映射工具中集成了用于测试的导航映射功能和用于multi-FPGA系统设计的网表分割功能。映射工具作为综合工具和布局布线工具的承接,需要紧密结合FPGA的硬件结构,同时会影响FPGA的资源使用率和布通率,在整个FPGA的EDA流程中起到十分重要的作用。 本文首先针对利用第三方综合工具不能完全适应特定结构FPGA结构的问题提出了网表转换工具VC的设计与实现,通过逻辑实例的转换、分裂和合并,完成了综合工具输出到映射工具输入的过渡。 本文采用基于T-Vpack算法的改进算法,对FPGA的可配置模块进行打包聚类,同时映射工具对FPGA的输入输出模块,全局信号模块和存储器模块也会进行映射操作,对输入输出单元和进位链的打包可以有效提升FPGA的资源使用率和布通率。 本文提出了用于测试的导航映射方法,通过导航映射精确控制FPGA逻辑资源的使用,可以绕开FPGA硬件缺陷进行编程,实现有效的FPGA软件容错功能,同时本方法可以对FPGA逻辑资源进行有针对性的测试,提高FPGA的测试覆盖率。 针对单个FPGA可配置逻辑模块和输入/输出数目受限难以满足大规模复杂电路系统设计需要的问题,本文提出了一种结合用户约束文件和单个FPGA的EDA设计流程,通过部分人为干涉,对多FPGA系统进行分割的方法。应用这种分割方法,可以提高multi-FPGA系统的划分效率,简化设计的复杂度。基于这种分割方法的分割工具,结合multi-FPGA系统的硬件结构,可以实现一个最多为9芯片multi-FPGA系统的设计和配置。 最后,开发完成了面向特殊FPGA硬件结构的映射工具,并在映射工具中集成了测试功能和多FPGA系统分割功能,同时引入了架构扩展后的新增功能。