随着国内科学技术的迅猛发展,近年来,FPGA芯片技术也在中国得到了极大提升与发展,并广泛应用于通信卫星以及载人航天等高科技核心系统设计领域。目前,学术领域对FPGA的研究主要集中在FPGACAD抽象工具集上,但由于学术上研究的芯片的结构相对单一,布线资源简单而种类相对较少,难以运用于功能复杂、规模宏大的FPGA商业芯片上。因此,本文对FPGA芯片进行了深入的研究,并对VTR流程的部分过程进行了研究分析,同时对相应的资源描述属性和功能模块进行相应的增加,以此提高在商业芯片中的应用。基于VPR工具和Virtex-5系列的xc5vlx30ff676芯片,本文对整个FPGA CAD开发流程进行了研究分析,通过Xilinx公司发布芯片的使用手册提供的资源信息和Torc工具导出的资源库文件信息实现了相应芯片的结构模型的构建。同时基于学术领域的VPR(Versatile Placement and Routing)工具,对应分析FPGA CAD开发过程中的布局和布线的过程,具体研究分析了布局过程中的模拟退火算法和布线过程中的PathFinder算法,并依据多核并行的模拟退火算法优化布局过程和使用布线器优化布线过程,通过这些算法的研究分析与设计,实现了 Virtex-5系列xc5vlx30ff676芯片的布局和布线过程。本文对Virtex-5系列xc5vlx30ff676芯片的资源进行了建模并且生成了正确的布线资源图,同时选取MCNC标准电路和VTR电路在Virtex-5系列xc5vlx30ff676芯片上进行了布局和布线的测试,并对实验的结果进行了详细的研究分析。通过实验,可以在满足物理资源使用约束以及布局布线约束条件下,在芯片上对电路中的逻辑单元和连接进行布局和布线,最终得到合法正确的布局结果和布线结果。