反熔丝FPGA在多路数据采集存储系统中的应用

针对在空间环境半导体易发生单粒子翻转效应,分析了反熔丝FPGA在空间环境的优势,采用Actel公司的反熔丝FPGA作为多路数据采集存储系统的主控芯片,着重阐述了反熔丝FPGA在与传统FPGA在时序电路设计和时钟控制方面的不同,介绍了存储单元的电路组成及其启动、擦除接口设计,并介绍了高速数据传输接口的改进设计。     

Dijkstra最短路径算法

随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)技术的不断发展,FPGA以其研发周期短、研发成本低等优势,正在许多应用领域逐步替代ASIC产品.随着FPGA阵列规模的扩大和应用领域的广泛,其配套软件的布局布线算法对于改善FPGA性能的重要性越来越显著.对FPGA布线算法进行了深入的研究,介绍了迷宫矩阵的建立、改进的Dijkstra迷宫探索算法,实现基于布通率、最短路径、时序约束等各种布线要求的目的,使其更有效的提高了FPGA的性能.     

基于FPGA的有限域求逆算法的改进及实现

介绍了椭圆曲线密码和超椭圆曲线密码算法中一个重要的模块——求逆模块。分析并比较了现有的3种求逆算法,提出了针对FPGA快速实现的改进算法。根据改进的算法设计了求逆的硬件框图,并用VHDL实现了该设计。该设计使用Altera公司的Quartus II软件在EP1S10F780C6上进行编译、综合、布局布线。实验结果证明,该改进的算法无论在速度上还是在芯片面积上都具有比以往的算法更优秀的性能。     

基于整数规划的层次式FPGA布线算法

为了避免由于布线线序处理不当而导致无法布通的问题,提出一种基于整数规划的层次式FPGA布线算法.该算法使用一种全局优化处理的方式对布线问题进行求解,通过分析层次式FPGA的结构特点和整数规划的算法特点,导出了FPGA布线算法问题与整数规划之间的关系;然后具体描述了如何将FPGA布线问题转化成二进制整数规划问题及其相应的求解过程,其中利用层次式FPGA的结构特点对得到的整数规划问题进行简化.与可满足性布线算法进行实验比较的结果表明,文中算法具有求解速度更快、求解规模更大以及求解质量更高等方面的优势.     

一种高安全性的便携式USB存储加密系统

设计了一种高安全性的便携式USB存储加密系统。该系统基于嵌入式USB主机CH375设计,采用智能卡实现人机安全认证和密钥的安全存储,采用反熔丝型FPGA芯片AX250高速实现3DES算法,能够在完全脱离PC机的情况下对USB存储设备中的文件进行加解密,具有很高的安全性和整体性,并可满足野外或移动应用的需求。     

基于PathFinder和拆线-重布的FPGA时序布线算法

为了解决当前FPGA布线算法的绕线问题,进一步减少关键路径的延时,提出一种混合PathFinder和拆线-重布的FPGA时序布线算法.在PathFinder时序算法整体布线布通之后,拆掉一些影响关键路径延时的线网路径,再对这些拆掉的线网采用PathFinder算法进行增量布线;在重布的过程中,通过为关键连接和其他连接采用差别化的关键度来专门优化关键连接的路径,从而减少整个关键路径的延时.实验结果表明,与VPR时序驱动布线算法相比,该算法能平均减少12.97%的关键路径延时,而运行时间仅增加了4.87%.     

一个有效的用于确定SRAM型FPGA容错布线中预留线的算法

在Hanchek F等提出的对基于SRAM型FPGA的故障逻辑块进行容错的节点覆盖技术,及相应容错布线技术的基础上,提出了一个改进的容错布线线段预留量算法.新算法可以有效地消除Hanchek F等方法中线段预留量的冗余部分.实验证明,新算法在容错布线中可以有效地减少线段预留量,优于以往文献提出的方法.     

一种基于反熔丝结构的FPGA测试技术研究

介绍了一种基于反熔丝结构的FPGA电路结构及特点，阐述了该电路的功能、直流参数、交流参数的测试方法，并着重研究了该电路功能测试的测试要点及编程技巧。     

一种改进的伪布尔可满足性算法用于FPGA布线

为了避免伪布尔可满足性算法在布线过程中带来的增加转换成本的负面影响,提出了一种用于FPGA的新的布线算法,该算法结合了伪布尔可满足性算法与几何布线算法的优点。在布线过程中,先选用PathFinder这种几何布线方法对FPC}A进行布线,如果不能成功再采用伪布尔可满足性算法。并在布线流程中增加了静态对称破缺技术对伪布尔约束进行预处理,侦测并破缺其中的对称,从而达到减少搜索路径,消减成本的目的。初步的实验结果表明,这种混合布线方法可以显著减少运行时间,加速求解过程,并且对整体方案无不良影响。     

一种减少重复搜索的FPGA快速布线算法

为了提高FPGA布线的运行速度,提出一种减少重复搜索的快速布线算法,该算法分为布通驱动布线算法和时序驱动布线算法.在布通驱动布线算法中,通过把线网的布线路径转换成连接的布线路径来判断每条连接的路径中是否存在拥塞节点,如果存在,保留其布线路径,否则重新进行搜索;时序驱动布线算法采用临界度判定机制来平衡运行速度和时序性能之间的比重.实验结果表明,与公认的VPR布线算法相比,布通驱动布线算法和时序驱动布线算法的运行时间分别平均减少了95.19%和28.98%,且时序驱动布线算法的关键路径延时减少了4.80%.     

基于布线资源图的FPGA互连测试算法

分析基于静态随机访问内存的FPGA开关盒互连资源,提出一种自动生成且与应用无关的测试配置集算法,通过建立布线资源图,根据线网的走向动态设定各边的权重,利用改进的Kruskal算法,自动产生测试配置集。对于FPGA不同的互连结构,该算法对互连资源中的开路和短路故障的覆盖率能够达到100%,且具有测试配置个数少、运行速度快以及与具体硬件结构无关等优点。     

TCAM在高速路由查找中的应用及其FPGA实现

当前随着网络带宽的不断增加，对路由器转发速度的要求也越来越高。如何进行路由的快速查找目前成为限制报文快速转发的瓶颈，为了解决这一问题比较流行的方式是采用TCAM器件进行路由的快速查找。本文详细介绍了TCAM器件在高速路由查找中的应用及其管理算法，同时重点给出了TCAM器件的FPGA实现。     

Reconfiguring one-time programmable FPGAs

Field-programmable gate arrays can suffer from a variety of faults, ranging from wire anomalies and defects to inoperative programmable connections. The solution to these faults depends on whether or not we are dealing with a reprogrammable FPGA or a one time programmable (OTP) FPGA. To correct faults, developers can reconfigure FPGAs such as those made by Xilinx and Altera by reprogramming. These devices can be programmed many times, for different designs and applications. Correcting faults in OTP FPGAs, such as those made by Actel is more difficult. For one thing, OTP FPGAs are based on antifuses. With an antifuse, the FPGAs configuration information has an initial (default) value that can be changed, but once changed cannot be restored. Therefore, the procedures to bypass faulty cells or faulty routing in an OTP FPGA must meet more stringent requirements than for reprogrammable FPGAs. The “Reconfiguration Approaches” sidebar describes two methods other researchers have tried. This article describes our approach to reconfiguring OTP FPGAs. We explain how we determine if reconfiguration is feasible, the algorithms we used, and the results of our experiments on a generic OTP FPGA model and a generic detail router     

基于跳跃式Wallace树的低功耗32位乘法器

为了提高乘法器的综合性能,从3个方面对乘法器进行了优化设计。采用改进的Booth算法生成各个部分积,利用跳跃式Wallace树结构进行部分积压缩,通过改进的LING加法器对压缩结果进行求和。在FPGA上进行验证与测试,并在0.18 μm SMIC工艺下进行逻辑综合及布局布线。结果表明,与采用传统Wallace树结构的乘法器相比,该乘法器的延时减少了29%,面积减少了17%,功耗降低了38%,能够满足高性能的处理要求。     

一种基于迷宫算法的有效FPGA布线方法

在本篇论文中,我们介绍了在标准对称阵列（隔离岛状）现场可编程逻辑阵列结构下的一种基于迷宫布线算法的新型有效布线方法,Pathfinder.实验结果显示,相比普通的迷宫布线法,Pathfinder算法在布线时间上减少了90%.     

Ad hoc网络中多媒体会议切换机制的研究

提出了一种适用于Adhoc网络中的多媒体会议系统模型,该模型结合了移动IPv6技术和SIP(session initiation protocol)技术,并对传统的AODV(Ad hoc on-demand distance vector)路由算法路由进行了修改,使其可以很好地匹配系统模型.将传统的AODV算法和修改后的算法应用到系统模型中,对会话中移动节点在不同Ad hoc网络间的切换进行了研究.仿真结果显示,修改后的AODV路由算法性能可以将切换时的时延抖动和分组丢失率改善50%左右.     

基于移动代理的蚂蚁算法在QoS路由选择中的应用研究

随着Internet上广泛的分布式多媒体应用对服务质量（QoS)需求的增长，各种服务应用对网络所能提供的QoS提出了不同的要求，所以高效率的QoS支持越来越显示出其重要性，而路由机制是实现QoS保证的关键之一。首先对一般性的QoS路由选择问题进行了讨论；在分析了自然界中蚂蚁卓越的选路行为后，提出了一种基于智能蚂蚁算法的QoS路由选择算法（QRAP），接着对QRAP算法进行了修正，使之更加符合应用的需求；然后讨论了该算法基于移动代理（Mobile Agent)的应用框架，并且给出了每个移动代理虚拟上应用模块的实现原理；最后通过实验仿真，验证了该算法应用的可行性和有效性。     

Efficient routing algorithm

The line expansion algorithm provided by Heynes was a new kind of routing algorithm that took advantage of both Lee's algorithm and linear expansion algorithms, and hence was more efficient. However, it was less efficient in two layer routing situations. In this paper, this problem is analysed and several ways of solving it are proposed. Three criteria are provided in the paper, and these are used in the development of a modified line expansion algorithm. The modified algorithm is not only fast but also consumes less memory in two layer routing situations. Based on this algorithm, a Fortran printed circuit board routing system is built that can solve two layer routing problems with up to 2600 connection lines on a microcomputer with 64 kbyte RAM.