一种用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统，该系统包括用户图形界面模块、FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块，其中用户图形界面模块用于将FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块封装在一起，通过Tab页切换实现FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块之间的切换，使得对FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块的调用在一个友好且统一的用户图形界面下进行，实现Windows、Linux、Mac OS系统跨平台运行。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统，该系统包括用户图形界面模块、FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块，其中用户图形界面模块用于将FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块封装在一起，通过Tab页切换实现FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块之间的切换，使得对FPGA芯片生成模块、FPGA设计模块、FPGA系统应用模块和FPGA验证模块的调用在一个友好且统一的用户图形界面下进行，实现Windows、Linux、Mac?OS系统跨平台运行。【专利说明】—种用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统
本专利技术涉及微电子领域中的集成电路设计和电子设计自动化
，特别涉及一种应用于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)的跨平台多层次集成设计系统。
技术介绍
FPGA的应用和广泛普及为数字系统的设计带来了极大的灵活性。FPGA可以通过软件编程对硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件设计可以如同软件设计那样方便快捷。这极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念。随着新一代FPGA芯片工艺和设计方法的进步及新的应用领域和市场需求的变化，电子设计自动化(Electronic Design Automation, EDA)技术也有突飞猛进的发展,总的趋势可以概括为:跨越器件类型，跨越公司界限，越来越人性化的设计，越来越高的优化水平，越来越快的仿真速度，越来越高的仿真精度以及完备的分析验证手段。一体化的工具使用户受益于一个统一的用户界面，避免了在不同的工具间进行数据转换等繁琐的操作。目前，各大EDA工具供应商分别推出了集成众多工具在内的一体化设计工具，国际上最知名的是Xilinx公司的ISE和Altera公司的Quartus II。国内比较知名的有:京微雅格(原雅格罗技，Agate Logic)的Primace EDA软件；北京飘石科技有限公司(Uptops)的FPGA开发系统HqFpga ;复旦大学的FDE。但是上述集成开发平台都侧重在FPGA的开发应用，不具有快速设计FPGA芯片的功能。这主要有两方面的原因:第一，有的公司不具备芯片级设计的能力，而只专注于利用FPGA进行电路设计的EDA工具的开发；第二，有的公司不公开技术成果，是属于技术保密，防止竞争对手获知其芯片级设计的关键技术。当前，FPGA的应用领域在不断扩展，为适应尽可能多的应用，通用型FPGA必须具有足够多的逻辑资源。这导致在实际应用中，逻辑资源利用率通常都处于较低的水平，FPGA内部总是有很大部分闲置电路。这部分闲置电路除构成FPGA的成本外，也会导致性能的降低。因此，通过细化市场，针对特定的应用领域优化FPGA结构，以灵活性的降低换取FPGA效率和性能的提升成为FPGA的一个重要发展方向。主要有以下两种实现方式:一种是，在FPGA中增加和特定应用相关的电路模块；另一种是，按照某一类特定应用的需求，优化FPGA布线架构。但是，不同应用的要求千差万别，传统的设计方法对适用于不同应用的FPGA芯片和与之配套的EDA工具需要分别进行特殊处理，将耗费大量时间和金钱，造成得不偿失的局面。只有具备了快速的FPGA芯片设计技术，才能使得设计生产针对各种应用场合的FPGA芯片成为可能。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种应用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统，以解决现有的FPGA集成设计系统不提供快速设计和验证FPGA的功能的问题，高效实现面向应用的FPGA芯片设计，提高设计开发的效率。( 二)技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统，该系统包括用户图形界面模块101、FPGA芯片生成模块102、FPGA设计模块103、FPGA系统应用模块104和FPGA验证模块105，其中用户图形界面模块101用于将FPGA芯片生成模块102、FPGA设计模块103、FPGA系统应用模块104和FPGA验证模块105封装在一起，通过Tab页切换实现FPGA芯片生成模块102、FPGA设计模块103、FPGA系统应用模块104和FPGA验证模块105之间的切换，使得对FPGA芯片生成模块102、FPGA设计模块103、FPGA系统应用模块104和FPGA验证模块105的调用在一个友好且统一的用户图形界面下进行，实现Windows、Linux、Mac OS系统跨平台运行。上述方案中，该系统根据FPGA芯片生成模块102、FPGA设计模块103、FPGA系统应用模块104和FPGA验证模块105的个数和组合方式不同，能够定制Ci4+G+0=15种不同集成层次的设计系统。上述方案中，所述用户图形界面模块101还具有创建工程文件、工程管理和设计流程管理的功能，所述工程文件是该系统项目工程和设计流程管理的基础，其中至少包含所有设计源文件的路径、针对的FPGA结构、所有模块的执行状态以及参数设置。上述方案中，所述用户图形界面模块101还具有文本编辑和文本显示功能，包括文件打开、创建、修改以及保存操作，提供文本拷贝、剪切以及粘贴操作，提供基于VerilogHDL语言语义的语法加亮、代码缩进、代码折叠、树形结构显示Verilog HDL文件中定义的所有模块和模块中实现的模块实例。`上述方案中，所述FPGA芯片生成模块102用于实现硅片制造的全部流程，以及实现半自动设计FPGA架构、模型生成和全芯片版图自动产生与集成。上述方案中，所述FPGA芯片生成模块102实现半自动设计FPGA架构，包含如下步骤:基于模板编辑FPGA架构文件；通过图形界面修改架构描述文件中的相关参数，改变芯片的规模，各个基本模块的类型、数量、位置、尺寸，布线结构类型以及I/O类型和数量；架构文件生成后，通过调用脚本程序实现架构转换，产生对应不同应用领域的架构描述文件；建立布线资源图J^FPGA架构进行评估，评估标准为面积延时积最小；以及自动产生包含所有配置位的组织形式bitmap文件，此文件确定了整个芯片的结构和模块间的连接关系。上述方案中，所述FPGA芯片生成模块102实现模型生成，包含如下步骤:通过脚本程序生成行为级模型，所述行为级模型用来对芯片进行功能仿真，且它是后期版图设计的输入文件，同时也是将来验证版图正确性的标准；通过脚本程序生成晶体管级模型Q)L(Circuit Description Language)网表,所述⑶L网表用来对芯片进行晶体管级的仿真、验证电路的性能，同时还用来和自动产生的整个芯片的版图进行LVS(Layout VersusSchematic)验证。上述方案中，所述FPGA芯片生成模块102实现全芯片版图自动产生与集成，包含如下步骤:根据FPGA架构描述文件以及脚本工具产生的芯片各个模块结构与互连关系的一系列数据库，由一些基本的已经手工画好版图的模块来自动组装成布线资源模块(CBX、CBY、SB)、逻辑模块(LB)的版图；待所有模块的版图产生后，通过程序计算各个模块的位置，然后将各个模块自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于FPGA的跨平台多层次集成设计系统，其特征在于，该系统包括用户图形界面模块(101)、FPGA芯片生成模块(102)、FPGA设计模块(103)、FPGA系统应用模块(104)和FPGA验证模块(105)，其中用户图形界面模块(101)用于将FPGA芯片生成模块(102)、FPGA设计模块(103)、FPGA系统应用模块(104)和FPGA验证模块(105)封装在一起，通过Tab页切换实现FPGA芯片生成模块(102)、FPGA设计模块(103)、FPGA系统应用模块(104)和FPGA验证模块(105)之间的切换，使得对FPGA芯片生成模块(102)、FPGA设计模块(103)、FPGA系统应用模块(104)和FPGA验证模块(105)的调用在一个友好且统一的用户图形界面下进行，实现Windows、Linux、Mac OS系统跨平台运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，于芳，李艳，韩小炜，李明，张倩莉，陈亮，吴利华，张国全，刘贵宅，郭旭峰，杨波，赵岩，王剑，李建忠，刘忠立，陈陵都，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11