LUT结构工艺映射算法的研究

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1、摘要摘要SoC(SystemOilChip)把整个电路系统集成在一块芯片上，提高了系统的性能。但单纯的SoC缺乏灵活性，一旦需求有所变化就得重新设计芯片，这极大的增加了开发成本，延长了产品上市时间。在SoC中嵌入可编程的IP核可以给SoC提供一定的重新配置能力，从而可以改善SoC灵活性太差的缺点。但SoC提供给IP核的面积资源是十分有限的，这就让可编程IP核配套的软件系统更需要考虑如何充分利用这有限的面积资源。工艺映射是可编程逻辑配套软件系统中的一个重要模块，它用可编程逻辑中特殊单元替代用户设计的电路逻辑单元，实

2、现等效的逻辑功能，因此工艺映■射建立在可编程逻辑单元结构的基础上。LUT(LookUpTable)是可编程逻辑中使用最广泛的结构之一，针对LUT结构的工艺映射很有研究意义。工艺映射都有一定的优化目标，比如面积，延迟，功耗等。嵌入SoC中IP核的有限面积使得面积优化相对其它优化目标来说更加重要。本文提出了利用模拟退火从全局范围对LUT结构进行工艺映射的方法，目的是为了减少等效实现用户设计的电路逻辑所用的LUT单元个数。实现逻辑所用LUT单元个数的减少意味着实现逻辑所用的芯片面积的减少，另外逻辑单元数目的减少也会在一

3、定程度上减少单元连接之间的接口数目，从而可以缓减可编程布线资源的压力。本文所作的贡献在于：1．提出了一种利用图的深度优先搜索在可编程逻辑器件中处理组合反馈电路的方法。2．相对现有的工艺映射算法只从各个局部优化进行映射，本文提出了一种新的利用模拟退火过程从全局范围考虑问题的方案，实验结果表明这个方法可以取得更好的优化。3．提出了一种与映射方案之间建立对应关系的以图论边值为基础的参数模型。4．提出y$1J用高级语言的位逻辑运算来进行LUT单元配置信息生成的方法。关键词：可编程逻辑工艺映射LUT模拟退火一■Abstra

4、ctAbstractSoC(SystemonChip)canimprovetheperformanceofthecircuitsystembyputtingthewholesystemintoonechip．ButpureSoCdesignlacksflexibility，evenaverysmallchangeoftherequirementwillleadtOtheredesignofthewholesystem，whichincreasesthecostofthedevelopmentandprolongs

5、thetimetOmarket．TheflexibilityofSoCcanbeimprovedbyembeddingprogrammableIPcoreintotheSoCchip．However，theareaprovidedtOtheIPcoreinthewholechipisverylimited，whichmakesareaoptimizationbecomeveryimportantinthecorrespondingsoftwaresystem．Technologymappingisanimport

6、antmoduleinthecorrespondingsoftwaresystem．Itusesthespecialprogrammablelogicunitstoreplacethecircuit’Slogicelementstorealizetheequivalentlogicfunction，SOitisbasedOilthestructureoftheprogrammablelogicunit．SinceLUT(LookUpTable)isaverypopularprogrammablelogicunit

7、，itisveryinstructivetOstudytechnologymappingalgorithmofthisstructure．Technologymappinghasitsoptimizationobjectivessuchasarea，delayandpoweretc．LimitedareaintheprogrammableIPcoremakesareaoptimizationmoreimportantthanotheroptimizationsinthetechnologymappingproce

8、ss．Otherthanconsideringtechnologymappingproblemlocallyaspreviousheuristicalgorithmdid，thisthesisconsiderstheproblemgloballybyusingsimulatedannealingprocessandpresentsatechnologymappingalg