一種本地存儲器布局方法與流程
2023-04-25 16:59:26
本發明涉及微電子領域中的集成電路設計
技術領域：
：，特別是一種本地存儲器布局方法。
背景技術：
：：FPGA是一種具有豐富硬體資源、強大並行處理能力和靈活可重配置能力的邏輯器件。這些特徵使得FPGA在數據處理、通信、網絡等很多領域得到了越來越多的廣泛應用。目前，在現場可編程邏輯門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)應用中，要求集成電路具有可編程或可配置的互連網絡，邏輯門通過可配置的互連網絡而彼此連接。作為獨立晶片或系統中核心部分起作用的FPGA已經廣泛被應用於大量微電子設備中。廣義的FPGA的邏輯門的定義，不單指簡單的與非門，也指具有可配置功能的組合邏輯與時序邏輯的邏輯單元(LE,LogicElement)或由多個邏輯單元互連而組成的邏輯塊。目前工業界還沒有提出很好的能夠保證解決FPGA中不同種類的本地存儲器LRAM(Local-RAM)和查找表(LUT)布局的模塊的布局方法。技術實現要素：本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種本地存儲器布局方法，該方法對不同種類的本地存儲器進行邏輯資源映射，然後進行映射後的約束檢查和衝突分析，以完成不同種類的混合布局，從而可以有效避免布局衝突。本發明提供一種本地存儲器布局方法，該方法包括：對用戶設計模塊中的本地存儲器進行晶片邏輯資源的映射；進行所述映射後邏輯資源的約束檢測和衝突分析。優選地，在所述對用戶設計模塊中的本地存儲器進行晶片邏輯資源的映射步驟之前，遍歷用戶設計的所有模塊，發現並存儲不同種類的本地存儲器。優選地，所述對用戶設計模塊中的本地存儲器進行晶片邏輯資源的映射步驟包括：對 所述不同種類的本地存儲器分別進行用戶層模塊約束到晶片級約束的1對n映射，並對被映射的所述晶片邏輯資源進行標記。優選地，把所述用戶模塊的坐標位置映射到所述晶片的邏輯資源上，並對所述用戶模塊坐標位置上使用真實實例進行標記，其它展開n-1位置上使用虛實例進行標記。優選地，所述進行所述映射後邏輯資源的約束檢測步驟包括：在單個邏輯單元中相同坐標位置上，對被標記的所述晶片邏輯資源所佔的第一坐標與未被標記的晶片邏輯資源所佔的第二坐標進行檢測。優選地，所述衝突分析步驟包括：所述第一坐標與所述第二坐標是否為相同坐標，若坐標相同，那麼衝突存在；若坐標不相同，那麼不存在衝突。優選地，所述相同坐標的位置為所述被標記的晶片邏輯資源先佔用：若存在衝突，就移開所述未被標記的晶片邏輯資源到另一坐標，並對所述未被標記的邏輯資源進行重複檢測和衝突分析的過程，直到衝突不存在為止；若不存在衝突，就固定所述未被標記的晶片邏輯資源。優選地，所述相同坐標為所述未被標記的晶片邏輯資源先佔用：若存在衝突，就移開所述被標記的晶片邏輯資源到另一坐標，並對所述被標記的晶片邏輯資源進行重複檢測和衝突分析的過程，直到衝突不存在為止；若不存在衝突，就固定所述被標記的晶片邏輯資源。優選地，所述另一坐標為晶片上其它邏輯單元中的坐標位置。本發明提供的一種本地存儲器布局方法，該方法對不同種類的本地存儲器進行邏輯資源映射，然後進行映射後的約束檢查和衝突分析，以完成不同種類的混合布局，從而可以有效避免布局衝突。同時，也節省了晶片邏輯資源。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供一種本地存儲器布局方法流程示意圖；圖2為本發明實施例提供的FPGA本地存儲器LRAM示意圖；圖3a為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM64×1SP資源映射示意圖；圖3b為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM128×1SP資源映射示意圖；圖3c為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM256×1SP資源映射示意圖；圖4為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM256×1SP資源映射衝突圖示意圖；圖5為本發明實施例提供的又一種本地存儲器的布局流程示意圖；圖6為本發明實施例提供的一種基本邏輯單元示意圖。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種本地存儲器布局方法，該方法對不同種類的本地存儲器進行邏輯資源映射，然後進行映射後的約束檢查和衝突分析，以完成不同種類的混合布局，從而可以有效避免布局衝突。同時，也節省了晶片邏輯資源。圖1為本發明實施例提供一種本地存儲器布局方法流程示意圖。如圖1所示，一種本地存儲器的布局方法包括步驟S101-S102：步驟S101：對用戶設計模塊中的本地存儲器進行晶片邏輯資源的映射；步驟S102：進行所述映射後邏輯資源的約束檢測和衝突分析。具體地，在所述對用戶設計模塊中的本地存儲器進行晶片邏輯資源的映射步驟之前，遍歷用戶設計的所有模塊，發現並存儲不同種類的本地存儲器。具體地，所述對用戶設計模塊中的本地存儲器進行晶片邏輯資源的映射步驟包括：對所述不同種類的本地存儲器分別進行用戶層模塊約束到晶片級約束的1對n映射，並對被映射的所述晶片邏輯資源進行標記。具體地，把所述用戶模塊的坐標位置映射到所述晶片的邏輯資源上，並對所述用戶模塊坐標位置上使用真實實例進行標記，其它展開n-1位置上使用虛實例進行標記。具體地，所述進行所述映射後邏輯資源的約束檢測步驟包括：在單個邏輯單元中相同坐標位置上，對被標記的所述晶片邏輯資源所佔的第一坐標與未被標記的晶片邏輯資源所佔的第二坐標進行檢測。具體地，所述衝突分析步驟包括：所述第一坐標與所述第二坐標是否為相同坐標，若坐標相同，那麼衝突存在；若坐標不相同，那麼不存在衝突。具體地，所述相同坐標的位置為所述被標記的晶片邏輯資源先佔用：若存在衝突，就移開所述未被標記的晶片邏輯資源到另一坐標，並對所述未被標記的邏輯資源進行重複檢測和衝突分析的過程，直到衝突不存在為止；若不存在衝突，就固定所述未被標記的晶片邏輯資源。具體地，所述相同坐標為所述未被標記的晶片邏輯資源先佔用：若存在衝突，就移開所述被標記的晶片邏輯資源到另一坐標，並對所述被標記的晶片邏輯資源進行重複檢測和衝突分析的過程，直到衝突不存在為止；若不存在衝突，就固定所述被標記的晶片邏輯資源。具體地，所述另一坐標為晶片上其它邏輯單元中的坐標位置。本發明通過對不同種類的本地存儲器進行資源映射，使得晶片邏輯資源上進行統一的混合布局，能夠對不同種類的本地存儲器進行混合約束下的布局優化，從而避免布局衝突，同時節省晶片邏輯資源。圖2為本發明實施例提供的FPGA本地存儲器LRAM示意圖。如圖2所示，本地存儲器LRAM的輸入信號為di0、f[5]、f[4:0]、we、preda[4:0]、preda[7:0],輸出信號為x、xy、shifout。圖3a為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM64×1SP資源映射示意圖。如圖3a所示，本地存儲器LRAM的類別以其存儲大小進行劃分，LRAM64×1SP只能存儲有1個6輸入的查找表LUT，在進行邏輯資源映射時，從用戶模塊中本地存儲器的坐標位置映射到晶片的邏輯資源上，並在本地存儲器的坐標位置上使用真實實例進行標記。用戶設計的所有模塊包括：查找表模塊(Lookuptable-LUT)、寄存器模塊(Register-Reg)、本地存儲器模塊(Localmemorylram-LRAM)、輸入輸出模塊(InputOutput-IO)、嵌入式存儲模塊(Embeddedstorage-EMB)、數字聲音處理器模塊(Digital soundfieldprocessor-DSP)等，在此不一一列舉。晶片的邏輯資源，包括晶片的查找表(Lookuptable-LUT)、2個加法器(Adder-ADD)、4個寄存器(Register-Reg)等資源，在此不一一列舉。CME-C1型號FPGA晶片中分為可編程邏輯模塊PLB(ProgrammableLogicBlock)和帶本地存儲器的可編程邏輯模塊PLBR(ProgrammableLogicBlockLocalmemorylram),在晶片中PLBR與PLB所佔的比例為1:1，但是PLBR所佔的面積大。每一個PLB包括一個邏輯單元LE和邏輯單元內部的連線。一個基本的邏輯片包括2個6輸入的查找表(Lookuptable-LUT)、2個加法器(Adder-ADD)、4個寄存器(Register-Reg)。圖6為本發明實施例提供的一種基本邏輯單元示意圖。如圖6所示，CME-C1型號的現場可編程邏輯門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)的架構中，一個基本邏輯單元的示意圖。一個基本邏輯單元(LogicElement,LE)包括4個基本的可編程邏輯片(LP，LogicParcel)，也就是LP0、LP1、LP2、LP3。一個基本的邏輯片包括2個6輸入的查找表(Lookuptable-LUT)、2個加法器(Adder-ADD)、4個寄存器(Register-Reg)。因PLBR所佔的面積大，因此用戶模塊映射後不能位於同一邏輯片LP中，所在的位置只能是第0、2、4、6個LUT位置，也就是LUT[0]、LUT[2]、LUT[4]、LUT[6]。如圖3b為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM128×1SP資源映射示意圖所示，用戶模塊映射後佔用第0、2的LUT位置；如圖3c為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM256×1SP資源映射示意圖所示，用戶模塊進行邏輯資源映射後佔用第0、2、4、6的LUT位置。圖5為本發明實施例提供的又一種本地存儲器的布局方法流程示意圖。如圖5所示，一種本地存儲器的布局方法包括步驟S501-S509：步驟S501：遍歷用戶設計的所有模塊，發現並存儲不同種類的本地存儲器；對用戶設計的所用模塊做且僅做一次訪問，發現存儲容量不同的本地存儲器，並將它們存儲在晶片中。以存儲器的存儲大小作為分類的標準，不同種類的本地存儲器包括：LRAM64×1SP、LRAM128×1SP、LRAM128×2SP、LRAM256×1SP等，在此不一一列舉，本發明實施例中僅對LRAM64×1SP、LRAM128×1SP、LRAM256×1SP進行舉例說明，本領域技術人員所知，並不限定本發明的範圍。步驟S502：對所述不同種類的本地存儲器分別進行用戶層模塊約束到晶片級約束的1對n映射，並對被映射的所述晶片邏輯資源進行標記；具體地，標記的是被映射的晶片邏輯資源；晶片本身有邏輯資源，標記是區分晶片本身的邏輯資源和被映射的晶片邏輯資源。資源映射包括兩個步驟：一是將本地存儲器LRAM映射到查找表LUT上；二是將被LRAM使用的LUT進行標記。將每一個本地存儲器進行用戶層模塊約束到晶片級約束的1對n的映射。步驟S503：把所述用戶模塊的坐標位置映射到所述晶片的邏輯資源上，並對所述用戶模塊坐標位置上使用真實實例進行標記，其它展開位置使用虛實例進行標記；在電子線路設計中，綜合工具根據用戶設計輸入的硬體描述語言(Verilog或者VHDL)，將用戶設計轉換為網表(netlist)，利用網表來描述電路元件相互之間連接關係。用戶網表包括用戶設計的各個邏輯單元、每個邏輯單元的所有埠以及每個邏輯單元的各個埠的連線信息。根據用戶網表中組成LE的各基本單元之間的連接關係，建立目標函數；根據所述目標函數，計算各LE的各基本單元在FPGA晶片布局中的坐標值。由此得到第一坐標位置與第二坐標位置。在每一個映射後邏輯單元LE上，用戶坐標位置上使用真實實例進行標記，其它展開n-1位置使用虛實例進行標記。步驟S504：在單個邏輯單元中相同坐標位置上，對被標記的所述晶片邏輯資源所佔的第一坐標與未被標記的晶片邏輯資源所佔的第二坐標進行檢測；在單個邏輯單元中相同坐標位置上，具體地，在晶片邏輯單元LE的邏輯片LP中，某一個LUT的位置是由被標記的晶片邏輯資源所佔還是有未被標記的晶片邏輯資源所佔；對其進行檢測。一個LE內部有8個LUT，也就是有8個位置坐標，從下到上依次為第0、1、2、3、4、5、6、7位置。在進行檢測時，只檢測映射後的坐標位置上的第一坐標與第二坐標；例如：在一次的映射中，第4位置未被映射，那麼就不需要對該位置進行檢測。由於第0、2、4、6位置是LRAM進行晶片邏輯資源映射後所能佔的位置，因此第1、3、5、7位置也不 需要進行檢測。步驟S505:所述第一坐標與所述第二坐標是否為相同坐標；判斷坐標位置是否被佔，例如：一個LE的第6位置，由未被標記的邏輯資源所佔，也就是第二坐標；若被標記的邏輯資源沒有映射到該坐標，也就是在第6位置上沒有第一坐標，那麼第一坐標與第二坐標不相同。又例如：一個LE的第6位置，沒有第二坐標；若被標記的邏輯資源映射到該位置，那麼第一坐標與第二坐標不相同。當第一坐標與第二坐標為相同坐標時，意味著出現邏輯資源的重疊，因此移開後佔用該位置的坐標。需要說明的是：坐標位置由被標記的邏輯資源或者由未被標記的邏輯資源佔用，不分先後；先佔用的邏輯資源，就先使用該位置。步驟S506：移開未被標記的晶片邏輯資源到另一坐標；當坐標位置由被標記的晶片邏輯資源先佔用，則需要移開未被標記的晶片邏輯資源到另一坐標。另一坐標為其它的邏輯單元LE中，既可能是被映射的邏輯單元相鄰的LE，也可能是不相鄰的LE。移動到另一坐標中時，回到步驟S504，進行檢測和衝突分析的過程，直到衝突不存在為止。在局部布局優化中，對於邏輯單元的調整，通常是在一定的範圍內進行的。比如，在一個具體的例子中，邏輯單元的調整，是在與被調整邏輯單元周圍的三個同類型邏輯單元的位置上，尋找一個新的位置，將被調整的邏輯單元移動至新的位置。當在相鄰的三個同類型邏輯單元的位置上找不到合適的位置時，可以再擴大範圍至相鄰的四個邏輯單元。步驟S507:固定未被標記的晶片邏輯資源；當坐標位置沒有由被標記的晶片邏輯資源先佔用，也就是第一坐標與第二坐標不相同，那麼固定未被標記的晶片邏輯資源。步驟S508：移開被標記的晶片邏輯資源到另一坐標；當坐標位置由未被標記的晶片邏輯資源先佔用，則需要移開未被標記的晶片邏輯資源到另一坐標。在一個具體的實施例中，圖4為本發明實施例提供的本地存儲器LRAM256×1SP資源映射衝突圖示意圖。如圖4所示，映射後位於LUT中的第0、2、4、6坐標位置，但是 LUT中第2、6坐標位置由未標記的晶片邏輯資源先佔用，產生衝突。那麼將移動被標記的晶片邏輯資源到鄰近LUT中第0、2坐標位置。其它過程與步驟S506相同，在此不再贅述。步驟S509：固定被標記的晶片邏輯資源。當坐標位置沒有由未被標記的晶片邏輯資源先佔用，也就是第一坐標與第二坐標不相同，那麼固定被標記的晶片邏輯資源。本發明通過對不同種類的本地存儲器進行資源映射，使得晶片邏輯資源上進行統一的混合布局，能夠對不同種類的本地存儲器進行混合約束下的布局優化，從而避免布局衝突，同時節省晶片邏輯資源。專業人員應該還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、計算機軟體或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬體和軟體的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬體、處理器執行的軟體模塊，或者二者的結合來實施。軟體模塊可以置於隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬碟、可移動磁碟、CD-ROM、或
技術領域：
：內所公知的任意其它形式的存儲介質中。以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3