电子学报 ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (5): 1243-1254.DOI: 10.12263/DZXB.20210637

• 综述评论 • 上一篇    下一篇

面向FPGA的布局与布线技术研究综述

田春生1,2, 陈雷2, 王源1, 王硕2, 周婧2, 张瑶伟2, 庞永江2, 周冲2, 马筱婧2, 杜忠2, 薛钰2   

  1. 1.北京大学信息科学技术学院微纳电子学系,北京 100871
    2.北京微电子技术研究所,北京 100076
  • 收稿日期:2021-05-18 修回日期:2021-08-24 出版日期:2022-05-25 发布日期:2022-06-18
  • 通讯作者: 陈雷
  • 作者简介:田春生 男,1993年生于吉林梅河口.现为北京大学信息科学技术学院与北京微电子技术研究所联合博士后.主要研究方向为集成电路自动化设计.E-mail: tiancs@pku.edu.cn
    陈 雷 男,1978年生于安徽淮南.现为北京微电子技术研究所研究员,硕士生导师.主要研究方向为超大规模集成电路设计.E-mail: chenleinpu@vip.126.com
    王 源 男,1979年生于陕西扶风.现为北京大学教授,博士生导师.主要研究方向为大规模集成电路设计.E-mail: wangyuan@pku.edu.cn
    王 硕 男,1985年生于河南南阳.现为北京微电子技术研究所高级工程师.主要研究方向为FPGA布局布线算法和FPGA软错误缓解技术.E-mail: 66188893@qq.com
    周 婧 女,1986年生于山东烟台,现为北京微电子技术研究所高级工程师,主要研究方向为FPGACAD工具研发.E-mail: zhoujenny0915@126.com
    张瑶伟 男,1997年生于山西运城.现为中国运载火箭技术研究院电子科学与技术硕士研究生.主要研究方向为FPGA的三模冗余、高层次综合技术.E-mail: zyw18810532787@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(U20A20204);国家科技重大专项(2009ZYHJ0005)

Review on Technology of Placement and Routing for the FPGA

TIAN Chun-sheng1,2, CHEN Lei2, WANG Yuan1, WANG Shuo2, ZHOU Jing2, ZHANG Yao-wei2, PANG Yong-jing2, ZHOU Chong2, MA Xiao-jing2, DU Zhong2, XUE Yu2   

  1. 1.Department of Micro/nanoelectronics,School of Electronics Engineering and Computer Science,Peking University,Beijing 100871,China
    2.Beijing Microelectronics Technology Institute,Beijing 100076,China
  • Received:2021-05-18 Revised:2021-08-24 Online:2022-05-25 Published:2022-06-18
  • Contact: CHEN Lei

摘要:

随着大规模集成电路器件复杂度与容量的不断提升,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)以高度的并行、可定制和可重构的特性得到了广泛的关注与应用. 在制约FPGA发展的众多因素中,最为关键的便是电子设计自动化(Electronic Design Automation, EDA)技术,作为FPGA EDA流程中的关键环节,布局和布线技术的研究对于FPGA的重要性不言而喻. 本文综述了面向FPGA的布局和布线技术,包括基于划分的布局、基于启发式的布局、基于解析式的布局、FPGA串行布线和FPGA并行布线等技术,分析对比了不同技术方法的优缺点,在此基础上,本文还展望了未来FPGA布局和布线技术的发展趋势,将为FPGA未来健康可持续的发展提供有力支撑.

关键词: 现场可编程门阵列, 电子设计自动化, 布局, 布线, 并行计算

Abstract:

With the continuous increase in the complexity and capacity of large-scale integrated circuit devices, field programmable gate array(FPGA) has received extensive attention and applications for its high degree of concurrency, customizable and reconfigurable features. Among the many factors that restrict the development of FPGA, the most critical is electronic design automation(EDA) technology. As a key link in the FPGA EDA process, the importance of placement and routing technology for FPGA is self-evident. This article reviews the technology of placement and routing for the FPGA, including partition-based placement, heuristic-based placement, analytical-based placement, FPGA serial routing and FPGA parallel routing. The advantages and disadvantages of different technologies are analyzed and compared. On this basis, the development trend of FPGA placement and routing technology in the future is also prospected, which will provide strong support for the healthy and sustainable development of FPGAs.

Key words: field programmable gate arrays, electronic design automation, placement, routing, parallel computing

中图分类号: