【摘 要】
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现场可编程门阵列（FPGA）具有集成度高、逻辑资源丰富、设计灵活、开发成本低等优点,在国防和民用电子系统设计中得到广泛的应用,并将在未来5G技术的发展中占据核心地位。然而支持FPGA的EDA软件目前由国外企业垄断,是严重阻碍我国芯片发展的一个瓶颈。因此,随着国产FPGA芯片的不断推出,充分利用现有的科研成果,研究和开发与之相配套的拥有自主知识产权的支持FPGA的EDA软件迫在眉睫。在此背景下,本文
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现场可编程门阵列（FPGA）具有集成度高、逻辑资源丰富、设计灵活、开发成本低等优点,在国防和民用电子系统设计中得到广泛的应用,并将在未来5G技术的发展中占据核心地位。然而支持FPGA的EDA软件目前由国外企业垄断,是严重阻碍我国芯片发展的一个瓶颈。因此,随着国产FPGA芯片的不断推出,充分利用现有的科研成果,研究和开发与之相配套的拥有自主知识产权的支持FPGA的EDA软件迫在眉睫。在此背景下,本文通过学习FPGA相关理论、Qt开发技术以及人机交互理论,设计并开发了FPGA编译器XDV2B的用户界面。本文的主要工作如下:（1）基于需求分析和人机交互界面相关理论对XDV2B用户界面进行设计。通过将MVC模型和Qt信号与槽机制结合设计了XDV2B用户界面的分层架构模型。同时,设计了XDV2B用户界面的结构。该结构包含FPGA编译流程的多个模块。（2）在Fedora17系统下基于Qt平台对XDV2B用户界面进行开发。资源管理模块使用QTreeWidget树形控件实现以树形结构对项目文件进行管理与归档;编辑模块使用QsciScintilla文本编辑库实现Verilog语言关键字高亮、注释标记、关键字自动补全以及代码行号等功能;信息反馈模块使用QProcess类方法实现集成工具输出信息实时读取并显示;工具栏及菜单栏基于信号与槽机制使用QProcess调用集成工具实现编译功能。（3）针对影响用户界面编译效率的问题,通过脚本调用方式对XDV2B用户界面进行优化。使用Perl语言编写脚本将复杂繁琐的编译工具调用简易化。在脚本中将每个工具的使用进行单独的封装,包括文件信息读取、结果文件保存、超时判断以及操作命令输入等。（4）通过综合测试来验证XDV2B用户界面的性能及功能。使用用户界面运行多个不同规模的电路并记录运行信息,分析测试结果。本文设计开发的FPGA编译器XDV2B用户界面,分为交互模式和运行模式,可以进行完整的FPGA编译流程,支持中间网表可视化、布局布线可视化、位流文件可视化以及一步执行功能。综合测试结果表明用户界面所有功能模块均可以正常运行,用户界面表现均符合预期设计,满足开发需求。
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