深亚微米FPGA结构与CAD设计
点此进入淘宝搜索页搜索分類: 图书,计算机/网络,CAD CAM CAE ,AutoCAD及计算机辅助设计,
作者： （加）贝兹（Betz，V），（加）马夸特（Marquardt,A），（加）罗斯（Rose.J）著；王伶俐，杨萌，周学功译
出 版 社： 电子工业出版社
出版时间： 2008-11-1字数： 246000版次： 1页数： 210印刷时间： 2008/11/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787121074554包装： 平装内容简介
本书译自加拿大Vaughn Betz等所著的《Architecture and CAD for Deepsubmicron FPGAs》，该书是FPGA硬件结构设计和软件算法开发的经典之作。书中详细论述了在高性能FPGA结构设计和CAD软件开发中的要点，着重探讨了对深亚微米FPGA至关重要的技术和学术问题。本书不讨论如何使用商用的FPGA器件，而是侧重于自主研究设计FPGA芯片结构和软件算法。通过分析和比较不同的可编程硬件结构、优化算法，得出提高FPGA芯片结构效率和算法性能的基本方法。
本书知合于电子和计算机技术专业高年级本科生和研究生使用，也可供通信、软件和机电类研究生、教师，以及相关专业技术人员参考。
目录
第1章 引言
1.1 FPGA概述
1.2 FPGA结构问题
1.3 研究方法和CAD工具
1.4 本书结构
1.5 致谢
第2章 背景知识与之前的研究工作
2.1 FPGA结构
2.1.1 FPGA可编程技术
2.1.2 FPGA逻辑单元块结构
2.1.3 FPGA布线结构
2.2 FPGA CAD工具
2.2.1 综合和逻辑单元块打包
2.2.2 布局
2.2.3 布线
2.2.4 延时模型
2.2.5 时序分析
2.3 小结
第3章 CAD工具：打包和布局
3.1 逻辑单元块打包
3.1.1 基于簇的逻辑单元块
3.1.2 基本逻辑单元块打包算法：VPack
3.1.3 时序驱动逻辑单元块打包算法：T-VPack
3.1.4 T-VPack和VPack的比较
3.2 布局：VPR
3.2.1 V：PR布局工具概述
3.2.2 新型自适应退火方案
3.2.3 新型成本函数：线性拥挤
3.2.4 线网边界框的增量式更新方法
3.3 小结
第4章 布线工具和布线结构生成
4.1 CAD流程中VPR的地位
4.2 参数化结构及其生成
4.2.1 参数化结构
4.2.2 布线资源图
4.2.3 参数化结构的自动生成
4.3 布通率驱动布线器
4.3.1 成本函数和布线策略
4.3.2 速度的改进
4.4 时序驱动布线器
4.4.1 Elmore延时模型的优点
4.4.2 Elmore延时的直接优化
4.4.3 线网布线算法复杂度
4.4.4 动态基本成本函数
4.4.5 布线策略
4.5 延时提取和时序分析
4.6 布线器和布局算法的验证
4.6.1 布通率驱动布线器和布局算法
4.6.2 时序驱动布线器
4.7 小结
第5章 全局布线结构
5.1 研究出发点
5.2 实验方法
5.2.1 CAD流程
5.2.2 面积利用率的衡量指标
5.2.3 FPGA结构的重要细节
5.3 实验结果：偏向型布线结构
5.3.1 逻辑单元块方形阵列的结果
5.3.2 逻辑单元块矩形阵列的结果
……
第6章 基于簇结构的逻辑块
第7章 详细互连结构
第8章 结论和后续工作
附录A VPR中的视图
附录B EPGA电路和工艺建模
附录C 互连晶体管和金属线的尺寸
参考文献
关键词索引
专业名词中英文对照
书摘插图
第1章引言
自从1984年问世以来，FPGA（现场可编程门阵列）已经成为数字电路设计领域中的一种最普遍的实现途径，并且发展成为每年20亿美元的产业。半导体工艺尺寸已经进入深亚微米领域，促使FPGA的逻辑容量大幅上升，使之能适合于实现更大规模的设计。为了充分利用这些新型的深亚微米工艺技术，必须重新构建FPGA硬件结构和相应的CAD（计算机辅助设计）工具。本书论述了高性能FPGA结构设计和CAD工具开发过程中的一些关键问题，其中着重探讨了FPGA在深亚微米工艺下的重要议题。
以下三个要素决定了FPGA的性能：将电路映射到FPGA的CAD工具质量，FPGA硬件结构特性和FPGA电路设计水平（即晶体管级的电路设计）。本书对这三个要素做了全面综合的研究，并且相信这是第一本系统探讨FPGA结构和相应CAD工具的书籍。
为了评价不同FPGA结构的优劣，需要各种CAD工具，它们能够根据每一种被研究的FPGA结构自动实现电路。一旦电路用某种FPGA结构实现，就需要准确的面积和延时模型来评价在待测的FPGA结构上所实现电路的性能（达到的速度和需要的面积）。因此本书包括以下三部分主要内容：开发高效灵活的CAD架构，创建准确的FPGA延时和面积模型和探讨FPGA硬件结构的关键问题。
通过衡量在深亚微米工艺下（0.35gm）所需要的面积和达到的速度，全书比较了各种FPGA结构。采用了对FPGA版图进行详细估计的面积模型，并兼顾一些重要深亚微米效应的延时模型，例如，在早期研究中经常被忽略但又值得注意的金属线阻容效应。只有采用在目标生产工艺上FPGA电路的详细模型，才能够充分地研究FPGA的结构问题。因此本书对这些问题做了广泛的探讨。
工业界对FPGA的研发往往只关注个别问题的解决方法——结构工程师选择合理的设计方案并做必要的猜测，使得一个产品能够适时地进入市场。工业界的产品文档并不说明这些设计方案是仔细研究所得的，还只是有根有据的猜测。他们通常不会调查（或者至少不会发表）不同的设计方案可能会造成的迥异效果。……
