偽隨機(jī)序列 (Pseudo-Random Sequence，PRS)廣泛應(yīng)用于密碼學(xué)、擴(kuò)頻通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等領(lǐng)域，其設(shè)計(jì)和分析一直是國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。混沌序列作為一種性能優(yōu)良的偽隨機(jī)序列，近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。尋找一種性能更為良好的混沌偽隨機(jī)序列(ChaosPseudo Random Sequence，CPRS)并且完成其硬件實(shí)現(xiàn)，在理論研究與工程應(yīng)用上都是十分有價(jià)值的。基于切延遲橢圓反射腔映射混沌系統(tǒng)(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System，TD-ERCS)已被理論分析和測(cè)試證明具有良好的密碼學(xué)性質(zhì)。本文介紹了一種基于TD-ERCS構(gòu)造偽隨機(jī)序列發(fā)生器 (Pseudo Random SequenceGenerator，PRSG)的新方法；并基于這種方法，提出了以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)為平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案，采用硬件描述語(yǔ)言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage，VHDL )完成了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)了仿真與適配，完成了硬件調(diào)試；詳細(xì)地論述了系統(tǒng)總體框架及內(nèi)部模塊設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了TD-ERCS算法實(shí)現(xiàn)單元的設(shè)計(jì)，并在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)加入了異步串行接口，完善了整個(gè)系統(tǒng)的模塊化，可使系統(tǒng)嵌入到現(xiàn)有的各類(lèi)密碼系統(tǒng)與設(shè)備中；基于FDELPHI編程環(huán)境，完成了計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，為使用基于TD-ERCS開(kāi)發(fā)的PRSG硬件產(chǎn)品提供了人機(jī)交互界面，也為分析與測(cè)試硬件系統(tǒng)產(chǎn)生的CPRS提供了方便；同時(shí)依據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 (National Institute of Standards andTechnology，NIST)提出的偽隨機(jī)序列性能指標(biāo)，對(duì)軟件與硬件系統(tǒng)產(chǎn)生的CPRS進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，軟件方法所得序列各項(xiàng)性能指標(biāo)完全合格，硬件FPGA所得序列僅三項(xiàng)測(cè)試未能通過(guò)，其原因有待進(jìn)一步研究。
標(biāo)簽： FPGA 偽隨機(jī)序列 發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語(yǔ)音處理、計(jì)算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。快速傅立葉變換(FFT)使離散傅立葉變換的運(yùn)算時(shí)間縮短了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代信號(hào)處理的重要手段之一。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型可編程器件。隨著它的不斷應(yīng)用和發(fā)展，也使電子設(shè)計(jì)的規(guī)模和集成度不斷提高。同時(shí)基于FPGA實(shí)現(xiàn)FFT的設(shè)計(jì)方法和思想被提出。本次設(shè)計(jì)的目的是快速傅立葉變換(FFT)的FPGA實(shí)現(xiàn)。 此文在分析了快速傅立葉算法的基礎(chǔ)上，提出了一種頻率抽取基4 FFT的FPGA設(shè)計(jì)方案，針對(duì)現(xiàn)有FFT的FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程中蝶形運(yùn)算需要頻繁乘以多個(gè)旋轉(zhuǎn)因子提出了改進(jìn)方法，減少了旋轉(zhuǎn)因子的乘法次數(shù)和存儲(chǔ)空間，加快了蝶形運(yùn)算的速度，設(shè)計(jì)的地址映射方法，無(wú)需運(yùn)算即可得到所需數(shù)據(jù)的存放地址，并結(jié)合采用乒乓結(jié)構(gòu)和流水線方式，來(lái)提高快速傅立葉變換(FFT)FPGA實(shí)現(xiàn)的速度。描述了一片F(xiàn)PGA芯片內(nèi)完成了整個(gè)FFT處理器的電路設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)模塊時(shí)序仿真和數(shù)據(jù)的驗(yàn)證及測(cè)試，達(dá)到工作在50MHz時(shí)鐘頻率的設(shè)計(jì)要求。最后對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)做了描述，并對(duì)用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT做了展望。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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三維彩色信息獲取系統(tǒng)目的是獲取對(duì)象的三維空間坐標(biāo)和顏色信息。它是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究的重要內(nèi)容，也是當(dāng)前信息科學(xué)研究中的一個(gè)重要熱點(diǎn)。 本文首先介紹了三維信息獲取技術(shù)的意義和實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)總體方案。該方案合理劃分了系統(tǒng)的圖像處理任務(wù)，充分地利用了擁有的硬、軟件資源。闡述了基于FPGA處理器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理和系統(tǒng)工作時(shí)序。 本文還研究了圖像處理系統(tǒng)中的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)，總結(jié)出了較完整、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程和方法，介紹了從圖像處理算法到可編程邏輯器件的規(guī)范化映射方法，總結(jié)了在視頻系統(tǒng)中的高級(jí)設(shè)計(jì)技巧，包括并行流水線技術(shù)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方式等。 為了說(shuō)明提出的設(shè)計(jì)方法，本文分析了基于自適應(yīng)閾值的結(jié)構(gòu)光條紋中心的方向模板快速檢測(cè)算法的硬件實(shí)現(xiàn)。該算法是把自適應(yīng)閾值法與可變方向模板法相結(jié)合，具有穩(wěn)定性好、精度高、計(jì)算簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小、實(shí)現(xiàn)速度快的特點(diǎn)，此外，該方法有利于硬件快速實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明這種方法是實(shí)用的、有效的。 本文的重點(diǎn)在于研制了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)中視頻圖像處理專(zhuān)用集成電路。該集成電路是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速算法的核心，使用現(xiàn)場(chǎng)可編程器FPGA器件EPlK50實(shí)現(xiàn)提取激光線、提取人頭輪廓線和提取中心顏色線算法；該集成電路還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的控制邏輯。控制部分包括將視頻采集輸出端口信號(hào)轉(zhuǎn)化為RGB真彩色信號(hào)的數(shù)據(jù)鎖存模塊、各FIFO緩存器的輸入輸出控制模塊和系統(tǒng)需要的其它信號(hào)控制模塊。提出提取輪廓線快速算法，即由FPGA處理器與主機(jī)交互式共同快速完成提取人頭正側(cè)影輪廓線算法。該專(zhuān)用集成電路研制是整個(gè)實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
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上傳時(shí)間： 2013-07-23
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隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，信息化程度的不斷提高，人們相互之間的信息和數(shù)據(jù)交換日益增加。正交幅度調(diào)制器(QAM Modulator)作為一種高頻譜利用率的數(shù)字調(diào)制方式，在數(shù)字電視廣播、固定寬帶無(wú)線接入、衛(wèi)星通信、數(shù)字微波傳輸?shù)葘拵ㄐ蓬I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 近年來(lái)，集成電路和數(shù)字通信技術(shù)飛速發(fā)展，F(xiàn)PGA作為集成度高、使用方便、代碼可移植性等優(yōu)點(diǎn)的通用邏輯開(kāi)發(fā)芯片，在電子設(shè)計(jì)行業(yè)深受歡迎，市場(chǎng)占有率不斷攀升。本文研究基于FPGA與AD9857實(shí)現(xiàn)四路Q(chēng)AM調(diào)制的全過(guò)程。FPGA實(shí)現(xiàn)信源處理、信道編碼輸出四路基帶I/Q信號(hào)，AD9857實(shí)現(xiàn)對(duì)四路I/Q信號(hào)的調(diào)制，輸出中頻信號(hào)。本文具體內(nèi)容總結(jié)如下: 1.介紹國(guó)內(nèi)數(shù)字電視發(fā)展?fàn)顩r、國(guó)內(nèi)國(guó)際的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，并詳細(xì)介紹國(guó)內(nèi)有線電視的系統(tǒng)組成及QAM調(diào)制器的發(fā)展過(guò)程。 2.研究了QAM調(diào)制原理，其中包括信源編碼、TS流標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)換、信道編碼的原理及AD9857的工作原理等。并著重研究了信道編碼過(guò)程，包括能量擴(kuò)散、RS編碼、數(shù)據(jù)交織、星座映射與差分編碼等。 3.深入研究了基于FPAG與AD9857電路設(shè)計(jì)，其中包括詳細(xì)研究了FPGA與AD9857的電路設(shè)計(jì)、在allegro下的PCB設(shè)計(jì)及光繪文件的制作，并做成成品。 4.簡(jiǎn)單介紹了FPGA的開(kāi)發(fā)流程。 5.深入研究了基于FPAG代碼開(kāi)發(fā)，其中主要包括I2C接口實(shí)現(xiàn)，ASI到SPI的轉(zhuǎn)換，信道編碼中的TS流包處理、能量擴(kuò)散、RS編碼、數(shù)據(jù)交織、星座映射與差分編碼的實(shí)現(xiàn)及AD9857的FPGA控制使其實(shí)現(xiàn)四路Q(chēng)AM的調(diào)制。 6.介紹代碼測(cè)試、電路測(cè)試及系統(tǒng)指標(biāo)測(cè)試。 最終系統(tǒng)指標(biāo)測(cè)試表明基于FPGA與AD9857的四路DVB-C調(diào)制器基本達(dá)到了國(guó)標(biāo)的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-05
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無(wú)線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是利用無(wú)線媒介傳輸信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在無(wú)線通信信道中，由于多徑時(shí)延不可避免地存在符號(hào)間干擾，正交頻分復(fù)用(OFDM)作為一種可以有效對(duì)抗符號(hào)間干擾(ISI)和提高頻譜利用率的高速傳輸技術(shù)，引起了廣泛關(guān)注。在無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)中，OFDM調(diào)制技術(shù)已經(jīng)被采用作為其物理層標(biāo)準(zhǔn)，并且公認(rèn)為是下一代無(wú)線通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)。基于IEEE802.11a的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的物理層采用了OFDM技術(shù)，能有效的對(duì)抗多徑信道衰落，達(dá)到54Mbps的速度，而未來(lái)而的IEEE802.11n將達(dá)到100Mbps的高速。因此，研發(fā)以O(shè)FDM為核心的原型機(jī)研究非常有必要。 本文在深入理解OFDM技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合相應(yīng)的EDA工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模并基于IEEE802.11a物理層標(biāo)準(zhǔn)給出了一種OFDM基帶發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)設(shè)計(jì)采用目前主流的自頂向下的設(shè)計(jì)方法，由總體設(shè)計(jì)至詳細(xì)設(shè)計(jì)逐步細(xì)化。在系統(tǒng)功能模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，針對(duì)Xilinx一款160萬(wàn)門(mén)的Spartan-3E XCS1600E芯片，依照：IEEE802.11a幀格式，對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和仿真： (1)訓(xùn)練序列生成模塊，包括長(zhǎng)，短訓(xùn)練序列； (2)信令模塊，包括卷積編碼，交織，BPSK調(diào)制映射； (3)數(shù)據(jù)模塊，包括加擾，卷積編碼，刪余，交織，BPSK/QPSK/16QAM/64QAM調(diào)制映射； (4)OFDM處理部分，包括導(dǎo)頻插入，加循環(huán)前綴，IFFT處理； (5)對(duì)整個(gè)發(fā)射處理部分聯(lián)調(diào)，并給出仿真結(jié)果另外，還完成了接收機(jī)部分模塊的FPGA設(shè)計(jì)，并給出了相應(yīng)的頂層結(jié)構(gòu)與仿真波形。最后提出了改進(jìn)和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的方向。
標(biāo)簽： OFDM FPGA 發(fā)射機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：李彥東
本文將高效數(shù)字調(diào)制方式QAM和軟件無(wú)線電技術(shù)相結(jié)合，在大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA上對(duì)16QAM算法實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)今頻譜資源日趨緊缺的情況下有很大現(xiàn)實(shí)意義。 論文對(duì)16QAM軟件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)理論，帶通采樣理論、變速率數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)抽取內(nèi)插技術(shù)做了推導(dǎo)和分析；深入研究了軟件無(wú)線電核心技術(shù)數(shù)字下變頻原理和其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)；對(duì)CIC、半帶等高效數(shù)字濾波器原理結(jié)構(gòu)和性能作了研究；16QAM調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自項(xiàng)向下設(shè)計(jì)思想；采用硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL在EDA工具QuartusII環(huán)境下實(shí)現(xiàn)代碼輸入；對(duì)系統(tǒng)調(diào)試采用了算法仿真和在系統(tǒng)實(shí)測(cè)調(diào)試相結(jié)合方法。 論文首先對(duì)16QAM調(diào)制解調(diào)算法進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)仿真，并對(duì)實(shí)現(xiàn)的各模塊的可行性仿真驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上，完成了調(diào)制端16QAM信號(hào)的時(shí)鐘分頻模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、星座映射、8倍零值內(nèi)插、低通濾波以及FPGA和AD9857接口等模塊；解調(diào)器主要完成帶通采樣、16倍CIC抽取濾波，升余弦滾降濾波，以及16QAM解碼等模塊，實(shí)現(xiàn)了16QAM調(diào)制器；給出了中頻信號(hào)時(shí)域測(cè)試波形和頻譜圖。本系統(tǒng)在200KHz帶寬下實(shí)現(xiàn)了512Kbps的高速數(shù)據(jù)數(shù)率傳輸。論文還對(duì)增強(qiáng)型數(shù)字鎖相環(huán)EPLL的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和性能分析。
標(biāo)簽： FPGA QAM 16 調(diào)制
上傳時(shí)間： 2013-07-29
上傳用戶：hwl453472107
ispLEVER2.0是一套完整的EDA軟件。設(shè)計(jì)輸入可采用原理圖、硬件描述語(yǔ)言、混合輸入三種方式。能對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字電子系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真。編譯器是此軟件的核心，能進(jìn)行邏輯優(yōu)化，將邏輯映射到器件中去，自動(dòng)完成布局與布線并生成編程所需要的熔絲圖件。軟件支持原有Lattice公司的GAL、ispLSI、MACH、ispGDX、ORCA2、ORCA3、ORCA4和最新的ispMACH器件。Xilinx.ISE.Design.Suite（北京市電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽指定軟件）
標(biāo)簽： ispLEVER2
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著數(shù)字電視全國(guó)范圍丌播時(shí)間表的臨近，數(shù)字電視技術(shù)得到很大發(fā)展，數(shù)字電視信號(hào)在信源基帶數(shù)據(jù)和信道傳輸?shù)确矫嬉呀?jīng)進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)字電視傳播途徑也越來(lái)越廣，在衛(wèi)星、地面及有線電視網(wǎng)中傳輸數(shù)字電視信號(hào)得到迅速發(fā)展。借著2008年奧運(yùn)的東風(fēng)，數(shù)字電視領(lǐng)域的應(yīng)用研究方興未艾。 本課題目的是完成有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的重要設(shè)備--調(diào)制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，核心器件選用FPGA芯片。系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GY/T 170-2001(有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范)為主要依據(jù)，以Xilinx公司的Virtex系列(Virtex 4，Virtex 5)芯片及相關(guān)開(kāi)發(fā)板(ML402、ML506)為平臺(tái)，主要任務(wù)是基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其實(shí)用技術(shù)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。完成了信道編碼和調(diào)制的模塊劃分、Verilog HLD程序的編寫(xiě)(或IP核的調(diào)用)和仿真以及在板調(diào)試和聯(lián)調(diào)等工作，設(shè)計(jì)目的是在提高整個(gè)系統(tǒng)集成度的前提下實(shí)現(xiàn)多頻點(diǎn)調(diào)制。 本文在研究現(xiàn)有數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，以國(guó)標(biāo)GY/T170-2001為主要依據(jù)并參閱了其他的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了多頻點(diǎn)QAM調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)工作包括：模塊劃分，完成了基帶物理接口(輸入)、包頭反轉(zhuǎn)與隨機(jī)化、RS編碼、卷積交織、碼流變換、差分編碼、星座映射、基帶成型(包括Nyquist濾波器、半帶濾波器、CIC濾波器的設(shè)計(jì)或模塊調(diào)用)、高端DAC的配置(輸出)等模塊的Verilog HLD程序的編寫(xiě)(或者IP核調(diào)用)和仿真等工作；成功進(jìn)行了開(kāi)發(fā)板板級(jí)調(diào)試，調(diào)試的過(guò)程中充分利用Xilinx公司的開(kāi)發(fā)板和調(diào)試軟件ChipScope，成功設(shè)計(jì)了驗(yàn)證方案并進(jìn)行了模塊驗(yàn)證；最后進(jìn)行了各模塊聯(lián)調(diào)工作，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)驗(yàn)證方案并成功完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的驗(yàn)證工作。 經(jīng)測(cè)試表明，該系統(tǒng)主要性能達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 198-2003(有線數(shù)字電視廣播QAM調(diào)制器技術(shù)要求和測(cè)量方法)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，可以進(jìn)入樣機(jī)試生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
標(biāo)簽： 有線數(shù)字電視 廣播系統(tǒng) 信道編碼
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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FPGA布局算法和軟件位于工藝映射和布線之間，是一個(gè)承上啟下的階段，對(duì)最終的布通率和時(shí)序都有著重要的影響。 本論文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了國(guó)內(nèi)外裝箱和布局算法的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的結(jié)合了裝箱的布局算法框架，并稱(chēng)之為"低溫交替改善的"布局算法。其基本思想是，在模擬退火的低溫階段交替的優(yōu)化裝箱和布局。本文給了基于學(xué)術(shù)界標(biāo)準(zhǔn)布局布線軟件VPR的一個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)，并且提出了低溫的判定條件以及一種新的選擇待交換邏輯單元的方法。采用三種不同的裝箱算法作為布局輸入，基于VPR的低溫交替改善的布局算法實(shí)現(xiàn)，在布通率上，比VPR分別提高了21.3％、15.5％、10.7％。而帶來(lái)的平均額外時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)不到20％。 FPGA布局軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)FPGA CAD流程的運(yùn)行效率，算法的可擴(kuò)展性也有著不可忽視的影響。現(xiàn)代FPGA有著多樣而復(fù)雜的邏輯和布線資源。而學(xué)術(shù)界的布局軟件'VPR所面向的FPGA卻只能處理十分簡(jiǎn)單的FPGA結(jié)構(gòu)，對(duì)于宏、總線、多時(shí)鐘等實(shí)際應(yīng)用中很重要的部分都沒(méi)有考慮。本文提出了"邏輯單元層"的概念，用具有特定幾何結(jié)構(gòu)的邏輯單元層來(lái)統(tǒng)一處理多種類(lèi)型的邏輯資源。針對(duì)相對(duì)位置約束在現(xiàn)代FPGA布局軟件中的重要地位，我們提出了一種處理相對(duì)位置約束的方法。這些討論均已經(jīng)在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系統(tǒng)中得到了實(shí)現(xiàn)，初步證實(shí)了這些方法的可擴(kuò)展性和實(shí)用性。
標(biāo)簽： FPGA 布局 算法研究 軟件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)是一種可實(shí)現(xiàn)多層次邏輯器件。基于SRAM的FPGA結(jié)構(gòu)由邏輯單元陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的邏輯函數(shù)。FPGA中，互連線資源是預(yù)先定制的，這些資源是由各種長(zhǎng)度的可分割金屬線，緩沖器和．MOS管實(shí)現(xiàn)的，所以相對(duì)于ASIC中互連線所占用的面積更大。為了節(jié)省芯片面積，一般都采用單個(gè)MOS晶體管來(lái)連接邏輯資源。MOS晶體管的導(dǎo)通電阻可以達(dá)到千歐量級(jí)，可分割金屬線段的電阻相對(duì)于MOS管來(lái)說(shuō)是可以忽略的，然而它和地之間的電容達(dá)到了0.1pf[1]。為了評(píng)估FPGA的性能，用HSPICE仿真模型雖可以獲得非常精確的結(jié)果，但是基于此模型需要花費(fèi)太多的時(shí)間。這在基于時(shí)序驅(qū)動(dòng)的工藝映射和布局布線以及靜態(tài)時(shí)序分析中都是不可行的。于是，非常迫切地需要一種快速而精確的模型。 FPGA中連接盒、開(kāi)關(guān)盒都是由MOS管組成的。FPGA中的時(shí)延很大部分取決于互連，而MOS傳輸晶體管在互連中又占了很大的比重。所以對(duì)于MOS管的建模對(duì)FPGA時(shí)延估算有很大的影響意義。對(duì)于MOS管，Muhammad[15]采用導(dǎo)通電阻來(lái)代替MOS管，然后用。Elmore[3]時(shí)延和Rubinstein[4]時(shí)延模型估算互連時(shí)延。Elmore時(shí)延用電路的一階矩來(lái)近似信號(hào)到達(dá)最大值50％時(shí)的時(shí)延，而Rubinstein也是通過(guò)計(jì)算電路的一階矩估算時(shí)延的上下邊界來(lái)估算電路的時(shí)延，然而他們都是用來(lái)計(jì)算RC互連時(shí)延。傳輸管是非線性器件，所以沒(méi)有一個(gè)固定的電阻，這就造成了Elmore時(shí)延和Rubinstein時(shí)延模型的過(guò)于近似的估算，對(duì)整體評(píng)估FPGA的性能帶來(lái)負(fù)面因素。 本論文提出快速而精確的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA中的互連資源MOS傳輸管時(shí)延模型。首先從階躍信號(hào)推導(dǎo)出適合50％時(shí)延的等效電阻模型，然后在斜坡輸入的時(shí)候，給出斜坡輸入時(shí)的時(shí)延模型，并且給出等效電容的計(jì)算方法。結(jié)果驗(yàn)證了我們精確的時(shí)延模型在時(shí)間上的開(kāi)銷(xiāo)少的性能。 在島型FPGA中，單個(gè)傳輸管能夠被用來(lái)作為互連線和互連線之間的連接，或者互連線和管腳之間的連接，如VPR把互連線和管腳作為布線資源，管腳只能單獨(dú)作為輸入或者輸出管腳，以致于它們不是一個(gè)線網(wǎng)的起點(diǎn)就是線網(wǎng)的終點(diǎn)。而這恰恰忽略了管腳實(shí)際在物理上可以作為互連線來(lái)使用的情況(VPR認(rèn)為dogleg現(xiàn)象本身對(duì)性能提高不多)。本論文通過(guò)對(duì)dogleg現(xiàn)象進(jìn)行了探索，并驗(yàn)證了在使用SUBSET開(kāi)關(guān)盒的情況下，dogleg能提高FPGA的布通率。
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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