针对一种多模式逻辑单元结构FPGA的工艺映射

结合FPGA设计的特点,提出一种可灵活配置的多模式FPGA逻辑单元结构及对其进行工艺映射的工具VMAP.该工具中除了采用一般的工艺映射算法外,还结合逻辑单元结构特点提出了专门的合并优化算法.该算法基于图的最大基数匹配,将部分查找表进行合并,减小了映射结果的面积开销.实验结果表明.对于标准的测试电路,结合文中的逻辑单元结构和合并算法得到的工艺映射结果平均可以减少15.7%的基本逻辑单元使用个数.     

针对MUX-LUT混合结构的FPGA工艺映射算法研究

针对具有MUX-LUT混合结构的FPGA芯片，提出一种对其进行工艺映射的面积优化映射算法．该算法的内容包括逻辑门电路到MUX网络的转换方法，MUX网络到FPGA芯片逻辑单元的映射方法．文中算法采用模式匹配的方法除去电路中的冗余MUX，以减少映射结果的面积开销．应用测试电路分别对该算法和Xilinx的Foundation系统对XC4003E芯片的工艺映射结果进行了比较测试，并给出了测试结果。     

CSPack:采用CSP图匹配的新型装箱算法

现代FPGA芯片可编程单元的日益复杂化对装箱提出了更大挑战,为了使依赖硬件结构的装箱过程不断适应芯片结构变化的过程,提出一种基于CSP图匹配的装箱算法CSPack.用配置库来描述芯片可编程逻辑块的各种电路功能,根据配置库并利用CSP图匹配算法进行电路匹配,找出满足约束的子电路,并以指令的形式将子电路映射到可编程逻辑块内.该算法已经应用于复旦大学自主研发的FPGA芯片FDP2008软件流程的装箱模块中,且针对不同芯片系列只需修改描述芯片功能配置的文件就能实现装箱.实验结果表明,与T-VPack算法相比,CSPack算法在时序性能上提升了6.1%,同时可减少1.4%的芯片占用面积.     

基于查找表和SF CORDIC的高精度正余弦函数求值方法

常用查找表法和CORDIC算法在FPGA上实现正余弦函数求值.查找表法实现简单,输出延迟小,但随着计算精度的提高,存储资源需求呈指数增长;传统的CORDIC方法硬件资源消耗大,且输出时延长.论文提出一种新方法,将查找表和SF-CORDIC算法相结合,以查表所得中间向量为迭代初始向量,对剩余旋转角应用SF-CORDIC算法,迭代系数取0或1,减少了x、y通路的计算开销和舍入误差;并对z通路使用加减交替法提前生成剩余旋转角,以减少每级流水线的延迟.所需查找表的地址位数和迭代次数分别较常规查表法和CORDIC算法减少一半左右.基于FPGA完成了算法的设计、仿真与误差分析,结果表明该方法可利用较少的硬件资源和存储资源实现较高精度和较低时延的正余弦函数求值.     

基于FPGA并行+拆分查找表分布式高阶FIR的设计与实现

为了整合串行、并行、拆分查找表三种主要分布式算法在存储器占用和时钟周期利用上的优缺点,提出了一种利用并行+拆分查找表分布式算法实现高阶FIR滤波器的方法.对分布式算法的串行、并行和拆分查找表结构进行比较说明,通过分析计算,阐述了新提出的并行+拆分查找表分布式算法的优势.介绍了以FPGA为核心器件及其他国产元器件搭建实现的系统硬件电路,元器件国产化率高达100％.同时,利用Matlab软件进行理论仿真,最后应用网络分析仪测试高阶FIR滤波器的幅频特性,验证了该算法的有效性和实时性.     

基于FPGA的改进型FIR滤波器的实现

利用分布式算法对FIR滤波器的硬件实现进行了探讨,在数乘累加的理论上,对分布式算法的串行、并行和拆分查找表法的FPGA硬件实现方法进行了研究。结合FPGA查找表结构,兼顾资源及运行速度的要求,用拆分查找表的方法设计了16阶8位常系数FIR滤波器,并在Quartus Ⅱ 5.0下进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性和实时性。     

可编程逻辑阵列减少毛刺的低功耗布线算法

随着集成电路工艺的进步和集成度的提高,功耗成为制约FPGA发展的主要问题.为此提出一种减少毛刺的FPGA低功耗布线算法.通过修改代价函数,在布线过程中动态地调节信号的路径,使信号到达查找表输入端的时间基本趋于一致,从而减少毛刺,降低电路的动态功耗.该算法从软件方面来减少毛刺,不需要增加任何硬件电路开销.在运算时间相同的情况下,将文中算法与VPR布线算法进行比较.实验结果表明,该算法平均能消除23.4%的毛刺,降低5.4%的功耗,而关键路径延时平均仅增加1%.     

一种适于实现Datapath电路的FPGA逻辑模块

提出一种适于实现数据通路的FPGA逻辑模块。每个模块包括4个基于全加器的逻辑单元。逻辑单元分为组合和时序两部分：组合部分以1位全加器为基础,有两个输出端,这两个输出端在必要时可以合并在一起以实现功能更复杂的单输出函数;时序部分基于可配置的D型触发器。逻辑单元在结构上保证了电路的高速性。工艺映射的实验结果显示,在实现数据通路中的常用电路时,新逻辑单元比基于LUT的FPGA单元平均大约节省75%的MOS管数。     

一种基于差分的改进STAM算法

STAM算法是硬件实现非线性函数的一种有效方法,它用查找表和加法运算实现了精确的非线性函数近似,并利用函数的对称性极大地缩减了查找表的尺寸,但算法中第一项系数占用的查找表仍然较大。针对此问题,提出了一种基于差分的改进方法,并在FPGA上实现了双曲正切S形函数。实验结果显示,算法经过改进可以缩减17%~30%的存储空间。     

基于FPGA的神经振荡器设计及优化

为神经振荡器提出了一种高效的FPGA实现方案,介绍了一种改进的分布式算法(DA),以便于最大限度地利用FPGA上的查找表(LUT)资源.整个系统在Matlab/Simulink下采用Altera公司的DSP Builder构建.该方法节约了74％的查找表、75％的寄存器和100％的嵌入式乘法器资源.同时,该方案得到了令...