Dup-Pack：FPGA装箱优化方法

"Dup-Pack：基于CRIS的FPGA装箱方法" FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可重构的半导体器件，其内部由大量的可编程逻辑块（CLB）、输入/输出模块（IOB）以及其他互联资源组成，使得设计师可以根据需求定制电路。在FPGA的软件设计流程中，装箱（Packing）是至关重要的一步，它决定了逻辑电路如何有效地映射到FPGA的物理结构上。装箱的目标是在满足性能和资源利用率的前提下，将逻辑电路分割成可配置的小单元并分配到CLB中。 传统的装箱方法如T-VPack，主要针对简单的逻辑单元进行操作，未能充分利用现代FPGA的CLB中的高级逻辑结构，如乘法器、分布式RAM等，这导致了硬件资源的浪费。为解决这一问题，CSPack算法应运而生，它基于图匹配理论，以CLB可以实现的功能电路作为样本电路，寻找并匹配用户电路中的相应子电路进行装箱。然而，CSPack算法依然存在局限性，即对于不同类型的FPGA芯片，需要定制不同的装箱程序，增加了设计复杂性。 Dup-Pack方法则是对CSPack的进一步改进，它设计了一种电路改写指令系统，通过修改指令流描述文件，实现了对不同FPGA芯片的通用装箱。具体来说，Dup-Pack首先将用户电路网表中的衍生逻辑单元替换为标准逻辑单元，然后再对这些标准逻辑单元进行装箱。这种方法能够在保持高级逻辑功能的同时，减少样本电路的总数，提高资源利用率。 实验结果显示，与T-VPack相比，Dup-Pack方法可以减少11.26%的面积占用，这意味着在相同的逻辑功能下，它能更有效地利用FPGA的物理空间。此外，Dup-Pack的装箱速度比传统的CSPack快2.77倍，大大提升了设计效率，降低了设计周期。 Dup-Pack是一种基于CRIS（Circuit Rewriting Instruction System）的FPGA装箱技术，它提高了装箱的灵活性和效率，适应了不同FPGA芯片的需求，优化了硬件资源的使用，为FPGA设计带来了显著的优势。这种技术不仅有助于提升FPGA设计的性能，还减少了设计者在不同芯片间移植设计时的工作量，具有广泛的应用前景。