[發明專利]一種用于FPGA的跨平臺多層次集成設計系統

有效

• 申請號: 201210346995.8
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN103678745A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張峰;于芳;李艷;韓小煒;李明;張倩莉;陳亮;吳利華;張國全;劉貴宅;郭旭峰;楊波;趙巖;王劍;李建忠;劉忠立;陳陵都
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及微電子領域中的集成電路設計和電子設計自動化技術領域，特別涉及一種應用于現場可編程門陣列(Field?Programmable?Gate?Array，FPGA)的跨平臺多層次集成設計系統。

背景技術

FPGA的應用和廣泛普及為數字系統的設計帶來了極大的靈活性。FPGA可以通過軟件編程對硬件結構和工作方式進行重構，從而使得硬件設計可以如同軟件設計那樣方便快捷。這極大地改變了傳統的數字系統設計方法、設計過程和設計觀念。隨著新一代FPGA芯片工藝和設計方法的進步及新的應用領域和市場需求的變化，電子設計自動化(Electronic?Design?Automation，EDA)技術也有突飛猛進的發展，總的趨勢可以概括為：跨越器件類型，跨越公司界限，越來越人性化的設計，越來越高的優化水平，越來越快的仿真速度，越來越高的仿真精度以及完備的分析驗證手段。

一體化的工具使用戶受益于一個統一的用戶界面，避免了在不同的工具間進行數據轉換等繁瑣的操作。目前，各大EDA工具供應商分別推出了集成眾多工具在內的一體化設計工具，國際上最知名的是Xilinx公司的ISE和Altera公司的Quartus?II。國內比較知名的有：京微雅格(原雅格羅技，Agate?Logic)的Primace?EDA軟件；北京飄石科技有限公司(Uptops)的FPGA開發系統HqFpga；復旦大學的FDE。但是上述集成開發平臺都側重在FPGA的開發應用，不具有快速設計FPGA芯片的功能。這主要有兩方面的原因：第一，有的公司不具備芯片級設計的能力，而只專注于利用FPGA進行電路設計的EDA工具的開發；第二，有的公司不公開技術成果，是屬于技術保密，防止競爭對手獲知其芯片級設計的關鍵技術。

當前，FPGA的應用領域在不斷擴展，為適應盡可能多的應用，通用型FPGA必須具有足夠多的邏輯資源。這導致在實際應用中，邏輯資源利用率通常都處于較低的水平，FPGA內部總是有很大部分閑置電路。這部分閑置電路除構成FPGA的成本外，也會導致性能的降低。因此，通過細化市場，針對特定的應用領域優化FPGA結構，以靈活性的降低換取FPGA效率和性能的提升成為FPGA的一個重要發展方向。主要有以下兩種實現方式：一種是，在FPGA中增加和特定應用相關的電路模塊；另一種是，按照某一類特定應用的需求，優化FPGA布線架構。

但是，不同應用的要求千差萬別，傳統的設計方法對適用于不同應用的FPGA芯片和與之配套的EDA工具需要分別進行特殊處理，將耗費大量時間和金錢，造成得不償失的局面。只有具備了快速的FPGA芯片設計技術，才能使得設計生產針對各種應用場合的FPGA芯片成為可能。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種應用于FPGA的跨平臺多層次集成設計系統，以解決現有的FPGA集成設計系統不提供快速設計和驗證FPGA的功能的問題，高效實現面向應用的FPGA芯片設計，提高設計開發的效率。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種用于FPGA的跨平臺多層次集成設計系統，該系統包括用戶圖形界面模塊101、FPGA芯片生成模塊102、FPGA設計模塊103、FPGA系統應用模塊104和FPGA驗證模塊105，其中用戶圖形界面模塊101用于將FPGA芯片生成模塊102、FPGA設計模塊103、FPGA系統應用模塊104和FPGA驗證模塊105封裝在一起，通過Tab頁切換實現FPGA芯片生成模塊102、FPGA設計模塊103、FPGA系統應用模塊104和FPGA驗證模塊105之間的切換，使得對FPGA芯片生成模塊102、FPGA設計模塊103、FPGA系統應用模塊104和FPGA驗證模塊105的調用在一個友好且統一的用戶圖形界面下進行，實現Windows、Linux、Mac?OS系統跨平臺運行。

上述方案中，該系統根據FPGA芯片生成模塊102、FPGA設計模塊103、FPGA系統應用模塊104和FPGA驗證模塊105的個數和組合方式不同，能夠定制種不同集成層次的設計系統。

上述方案中，所述用戶圖形界面模塊101還具有創建工程文件、工程管理和設計流程管理的功能，所述工程文件是該系統項目工程和設計流程管理的基礎，其中至少包含所有設計源文件的路徑、針對的FPGA結構、所有模塊的執行狀態以及參數設置。