微电子技术的发展,特别是可编程逻辑器件的产生加速了电子设计技术的发展,现代电子设计技术的核心日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术,即EDA技术。EDA技术采用的自顶向下设计流程代替了原有的自下而上设计流程,缩短了集成电路的开发周期,节省了开发费用,促进了集成电路的发展。布局布线是计算机设计自动化的一个重要环节,也是计算机辅助设计的一个重要课题,其性能的好坏直接影响到电子设计自动化技术的可靠性。 本文首先介绍了布局布线前的背景知识,然后对学术上成熟的VPR布局布线工具所采用的算法进行了阐述,分别介绍用于布局的模拟退火算法和布线的A*迭代式迷宫搜索算法,最后重点研究了自动布线算法,并作出了以下改进;根据FPGA布线算法的需要对双向启发式搜索算法进行了相应的理论分析及改进;基于VPR实现了网线递增排序方法,并与网线递减排序进行了比较;在原有的时序驱动布线启发式函数中引入了面积约束条件以节约FPGA布线的面积。 通过对测试数据的分析比较,发现:引入双向启发式搜索算法能大大增加布线拆线的速度;递增有序比递减有序布线减少了运行时间;时序驱动布线算法中引入面积约束后,大大减少了布线面积。
上传时间: 2013-07-17
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卷积码是无线通信系统中广泛使用的一种信道编码方式。Viterbi译码算法是一种卷积码的最大似然译码算法,它具有译码效率高、速度快等特点,被认为是卷积码的最佳译码算法。本文的主要内容是在FPGA上实现约束长度为9,码率为1/2,采用软判决方式的Viterbi译码器。 本文首先介绍了卷积码的基本概念,阐述了Viterbi算法的原理,重点讨论了决定Viterbi算法复杂度和译码性能的关键因素,在此基础上设计了采用“串-并”结合运算方式的Viterbi译码器,并在Altera EP1C20 FPGA芯片上测试通过。本文的主要工作如下: 1.对输入数据采用了二比特四电平量化的软判决方式,对欧氏距离的计算方法进行了简化,以便于用硬件电路方式实现。 2.对ACS运算单元采用了“串-并”结合的运算方式,和全并行的设计相比,在满足译码速度的同时,节约了芯片资源。本文中提出了一种路径度量值存储器的组织方式,简化了控制模块的逻辑电路,优化了系统的时序。 3.在幸存路径的选择输出上采用了回溯译码方法,与传统的寄存器交换法相比,减少了寄存器的使用,大大降低了功耗和设计的复杂度。 4.本文中设计了一个仿真平台,采用Modelsim仿真器对设计进行了功能仿真,结果完全正确。同时提出了一种在被测设计内部插入监视器的调试方法,巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的输出结果,提高了追踪错误的效率。 5.该设计在Altera EP1C20 FPGA芯片上通过测试,最大运行时钟频率110MHz,最大译码输出速率10.3Mbps。 本文对译码器的综合结果和Altera设计的Viterbi译码器IP核进行了性能比较,比较结果证明本文中设计的Viterbi译码器具有很高的工程实用价值。
上传时间: 2013-07-23
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信息技术的不断发展,对信息的安全提出了更高的要求.在应用公钥密码体制的时候,对密钥长度要求越来越大,处理的速度要求越来越快.而基于椭圆曲线离散对数问题的椭圆曲线密码体制,因其每比特最大的安全性,受到了越来越广泛的注意.椭圆曲线密码体制(ECC:Elliptic Curve Cryptosystem)的快速实现也成为一个关注的方面.该文按照确定有限域、选取曲线参数、划分结构模块、优化模块算法、实现模块设计,验证模块功能的顺序进行书写.为了硬件实现上的方便,设计选择了含有Ⅱ型优化正规基的伽略域GF(2191),并在该域上构造了随机的椭圆曲线.根据层次化、结构化的设计思路,将椭圆曲线上的标量乘法运算划分成两个运算层次:椭圆曲线上的运算和有限域上的运算.模块划分之后,利用自底向上的设计思路,主要针对有限域上的乘法运算进行了重要的改进,并对加法群中的标量乘运算的算法进行了分析、证明,以达到面积优化和快速执行的效果.具体设计中,采用硬件描述语言Verilog HDL,在Mentor Graphics公司出品的FPGA Advantage平台上进行电路设计.完成了各个模块的设计输入和仿真.设计选用了Altera公司的APEX Ⅱ系列器件,利用第一方软件Quartus Ⅱ 2.2进行综合、布局、布线和时序仿真.文中给出了椭圆曲线上的点加、倍点和标量乘法模块的具体设计结构框图.并且根据椭圆曲线的标量乘特点,提出了合适的验证方案.该设计完成了椭圆曲线上的标量乘法运算.设计主要针对资源受限的应用环境:改进了有限域上的乘法运算、使用了没有预处理的标量乘算法.改进后的椭圆曲线标量乘法需要2,741,998个逻辑单元,在100MHz的时钟约束下,运行一次标量乘法运算需要567.69us.该次设计的结果可以直接用来构造椭圆曲线上的签名、验证、密钥交换等算法.
上传时间: 2013-05-24
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本文应用EDA技术,基于FPGA器件设计与实现UART,并采用CRC校验。主要工作如下: 1、在异步串行通信电路部分完全用FPGA来实现。选用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000来实现异步串行通信的接收、发送和接口控制功能,利用FPGA集成度比较高,具有在线可编程能力,在其完成各种功能的同时,完全可以将串行通信接口构建其中,可根据实际需求分配资源。 2、利用VerilogHDL语言非常容易掌握,功能比VHDL更强大的特点,可以在设计时不断修改程序,来适用不同规模的应用,而且采用Verilog输入法与工艺性无关,利用系统设计时对芯片的要求,施加不同的约束条件,即可设计出实际电路。 3、利用ModelSim仿真工具对程序进行功能仿真和时序仿真,以验证设计是否能获得所期望的功能,确定设计程序配置到逻辑芯片之后是否可以运行,以及程序在目标器件中的时序关系。 4、为保证数据传输的正确性,采用循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck),该编码简单,误判概率低,为了减少硬件成本,降低硬件设计的复杂度,本设计通过CRC算法软件实现。 实验结果表明,基于EDA技术的现场可编程门阵列FPGA集成度高,结构灵活,设计方法多样,开发周期短,调试方便,修改容易,采用FPGA较好地实现了串行数据的通信功能,并对数据作了一定的处理,本设计中为CRC校验。另外,可以利用FPGA的在线可编程特性,对本设计电路进行功能扩展,以满足更高的要求。
上传时间: 2013-04-24
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6.0版的Quartus? II软件包括了由FPGA供应商提供的第一款时序分析工具TimeQuest时序分析仪,为业界标准Synopsys设计约束(SDC)时序格式提供自然、全面的支持。这一最新版本还包括扩展的团队设计功能,能够有效管理高密度设计团队之间的协作。这些改进迎合了当今高密度90nm的设计要求,同时为满足客户对更高密度FPGA的需求以及Altera发展下一代65nm产品系列打下了基础。
上传时间: 2013-05-21
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由于其很强的纠错性能和适合硬件实现的编译码算法,卷积编码和软判决维特比译码目前已经广泛应用于卫星通信系统。然而随着航天事业的发展,卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高,信息量越来越大。如何在低信噪比的功率受限信道条件下提高传输速率成为目前亟待解决的问题。本论文结合在研项目,在编译码算法、编译码器的设计与实现、编译码器性能提高三个方面对卷积编码和维特比译码进行了深入研究,并进一步介绍了使用VHDL语言和原理图混合输入的方式,实现一种(7,3/4)增信删余方式的高速卷积编码器和维特比译码器的详细过程;然后将设计下载到XILINX的Virtex2 FPGA内部进行功能和时序确认,最终在整个数据传输系统中测试其性能。本文所实现的维特比译码器速率达160Mbps,远远高于目前国内此领域内的相关产品速率。 首先,论文具体介绍了卷积编码和维特比译码的算法,研究卷积码的各种参数(约束长度、生成多项式、码率以及增信删余等)对其译码性能的影响;针对项目需求,确定卷积编码器的约束长度、生成多项式格式、码率和相应的维特比译码器的回归长度。 其次,论文介绍了编解码器的软、硬件设计和调试一根据已知条件,使用VHDL语言和原理图混合输入的方式设计卷积编码和维特比译码的源代码和原理图,分别采用功能和电路级仿真,确定卷积编码和维特比译码分别需要占用的资源,考虑卷积编码器和维特比译码器的具体设计问题,包括编译码的基本结构,各个模块的功能及实现策略,编译码器的时序、逻辑综合等;根据软件仿真结果,分别确定卷积编码器和维特比译码器的接口、所需的FPGA器件选型和进行各自的印制板设计。利用卷积码本身的特点,结合FPGA内部结构,采用并行卷积编码和译码运算,设计出高速编译码器;对软、硬件分别进行验证和调试,并将验证后的软件下载到FPGA进行电路级调试。 最后,论文讨论了卷积编码和维特比译码的性能:利用已有的测试设备在整个数据传输系统中测试其性能(与没有采用纠错编码的数传系统进行比对);在信道中加入高斯白噪声,模拟高斯信道,进行误码率和信噪比测试。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:mingaili888
雷达是由许多具有不同功能的分立模块组成作为一个非常复杂的系统,不同模块之间必须按照一定的时序协调工作。雷达时序控制器以触发脉冲的形式,为这些模块提供工作所需的精确时序。现代雷达系统的时序控制主要采用MCU、 ...
上传时间: 2013-07-05
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FPGA布局算法和软件位于工艺映射和布线之间,是一个承上启下的阶段,对最终的布通率和时序都有着重要的影响。 本论文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了国内外装箱和布局算法的基础上,本文提出了一种新的结合了装箱的布局算法框架,并称之为"低温交替改善的"布局算法。其基本思想是,在模拟退火的低温阶段交替的优化装箱和布局。本文给了基于学术界标准布局布线软件VPR的一个软件实现,并且提出了低温的判定条件以及一种新的选择待交换逻辑单元的方法。采用三种不同的装箱算法作为布局输入,基于VPR的低温交替改善的布局算法实现,在布通率上,比VPR分别提高了21.3%、15.5%、10.7%。而带来的平均额外时间开销不到20%。 FPGA布局软件实现对整个FPGA CAD流程的运行效率,算法的可扩展性也有着不可忽视的影响。现代FPGA有着多样而复杂的逻辑和布线资源。而学术界的布局软件'VPR所面向的FPGA却只能处理十分简单的FPGA结构,对于宏、总线、多时钟等实际应用中很重要的部分都没有考虑。本文提出了"逻辑单元层"的概念,用具有特定几何结构的逻辑单元层来统一处理多种类型的逻辑资源。针对相对位置约束在现代FPGA布局软件中的重要地位,我们提出了一种处理相对位置约束的方法。这些讨论均已经在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系统中得到了实现,初步证实了这些方法的可扩展性和实用性。
上传时间: 2013-06-21
上传用户:ezgame
FPGA时序分析文档。不错,应该有帮助。喜欢的朋友下载看看
上传时间: 2013-05-19
上传用户:yyq123456789
华为_静态时序分析与逻辑设计,IC设计验证领域很有用
上传时间: 2013-07-29
上传用户:ljt101007