[发明专利]带时序约束的FPGA时序驱动布局方法

权利要求书

1.带时序约束的FPGA时序驱动布局方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）随机产生一个初始布局，将各个布局单元随机放置到FPGA的具体位置；

（2）初始化退火温度T：假设共有N个布局单元，对这N个单元进行随机移动，计算这些移动造成的成本函数的标准偏差c，初始温度设定为20c ；

（3）初始化交换距离R：布局开始时，交换距离R设定为整个芯片的阵列大小；

（4）构建延迟查找矩阵：依据交换距离的大小构建延迟查找表Delay = F(Δx,Δy)，得到各种交换距离下的延迟值，得到延迟矩阵，用于时序分析；  

（5）时序约束等效处理：将四种时序约束进行等效处理；

（6）构建时序图并进行时序分析：根据时序路径上的单元建立时序连接图，再根据第（4）步中延迟矩阵，得出相邻单元的延迟，最后计算各条时序路径的延迟值，得出关键路径上的最大延迟；

（7）通过代价函数计算本次布局的代价；

（8）选定输入网表中某个布局单元，在最大交换距离范围内，将其交换到另一个可行的位置，从而得到新的布局并计算该布局的代价；

（9）将第（8）步中得到的新代价函数与前一次代价函数比较，若代价函数值减小即ΔC为负数，说明布局质量变好了，则接受这一次的布局结果；若是代价函数变大即ΔC为正数，则以概率进行判断是否接受本次布局，判断标准为：首先，得到一个随机值r，0 < r < 1，将r与e^-ΔC/T进行比较，ΔC为代价函数变化量，T为退火温度值，若r小于e^-ΔC/T  则接受布局，否则放弃这次布局结果；

（10）将当前交换次数与该温度下交换次数上限值进行比较：每个温度点下的交换次数的上限值为：MaxMoves = CN^4/3  ，C 为常数10，N为交换单元的总数目；

（11）更新退火温度：T_new = λT_old  ，λ为一动态变化参数，它取决于在原T_old温度点时接受移动的百分比α，温度更新策略如下表：

接受移动百分比αλα> 0.960.50.8 <α≤ 0.960.90.15 <α≤ 0.80.95α≤ 0.150.8

    （12）更新交换距离：R_new = R_old(1-0.44+α)，R_old为原交换距离；

    （13）判断是否满足退火条件：退火结束条件为Pd(i) < C(i)， Pd(i)是该条时序路径的实际延迟，C(i)为该时序路径的约束值，0 < i < n, n为带有时序约束的路径的总数目，当所有的约束值C(i)都满足时，退出退火过程；若是一直有某C(i)不满足，则考虑第二个退出条件：T < C*Cost/N_nets, C为经验常数0.005，Cost为当前代价的大小，T为当前温度，N_nets为电路中线网的总数；上述条件满足，退出退火过程，得到最终布局结果。

2.根据权利要求1所述的带时序约束的FPGA时序驱动布局方法，其特征在于第（5）步中所述的四种时序约束为：时钟周期约束，输入输出延迟约束，特定时序路径约束，线网延迟约束。

3.根据权利要求2所述的带时序约束的FPGA时序驱动布局方法，其特征在于第（7）步中计算本次布局代价的代价函数由三部分构成：时序代价Timing_Cost，线网代价Wiring_Cost，用户约束代价User_Constraint_Cost，最终的代价函数的形式如下：

  

其中，x,y,z分别为各项的权重，且x+y+z = 1，ΔTiming_Cost 代表时序代价的变化量，Previous_Timing_Cost是上一次时序代价的大小；ΔWiring_Cost 代表线网代价的变化量，Previous_Wiring_Cost是上一次线网代价的大小；ΔUser_Constraint_Cost 代表用户约束代价函数的变化量，Previous_User_Constraint_Cost是上一次用户约束代价的大小；ΔC代表总目标函数的变化量。