FPGA布局布线优化：VPR算法的改进与内部连线生成策略

"这篇论文由赵刚撰写，主要探讨了基于VPR (Versatile Place and Route)的FPGA (现场可编程门阵列)布局布线算法的改进策略。研究中，作者针对VPR中的模拟退火布局算法进行了优化，通过设定特定的布局初始位置，以减少在电路布局过程中所需的块交换次数，从而加速布局过程。实验结果显示，这种改进的布局算法提高了效率和效果。此外，论文还提出了一种内部连线生成算法，该算法能够与VPR的外部布线算法协同工作，生成FPGA内部连线信息，为后续的布局布线汇编和编程提供关键的内部配置数据，使VPR的布线算法能更好地适应实际芯片的复杂性。" 本文首先介绍了当前FPGA布局布线算法的基本步骤，包括布局和布线两个阶段，分别负责逻辑单元的分配和连接。现有的算法如VPR、CGE和SEGA虽然在FPGA结构建模上有所突破，但仍存在局限性，如结构描述过于简化，不能很好地应对大规模可编程电路。VPR作为一个通用的布局布线工具，其高层语言描述方式忽略了部分芯片细节，因此不适合处理实际芯片结构。 论文的核心在于对VPR布局算法的改进和内部布线算法的提出。在布局算法方面，通过限定布局初始位置，减少了块交换操作，提高了布局速度。而在布线算法方面，新提出的内部连线算法弥补了VPR在处理内部连线信息上的不足，为实现精确的FPGA内部配置提供了可能。这些改进使得VPR更加适应实际FPGA的复杂结构，增强了其实用性和准确性。 具体到FPGA的结构，文中提到VPR使用基本逻辑单元BLE构建复杂的CLB。每个BLE包含一个查找表LUT和D触发器，而CLB则由多个BLE组成，其内部结构可以通过输入多路选择器IMUX进行灵活的信号反馈和路由。这样的结构描述为布局布线算法提供了基础。 总结来说，这篇研究通过优化VPR算法，提升了FPGA布局布线的效率和适应性，为实际应用中的FPGA设计提供了有价值的理论支持和方法改进。