[发明专利]基于最小环的FPGA布线矩阵的开关盒设计方法

权利要求书

1.基于最小环的FPGA布线矩阵的开关盒设计方法，其特征为包括下述步骤：

1)确立布线资源图

把互连结构映射成图，即布线资源图，其中线网为节点，可编程连接为边；

2)广度优先搜索

在一个布线资源图中，从一个节点开始做广度优先搜索，在尽可能少的层数内搜索 尽可能多的其它节点；

3)最小环最大化：

采用由单管连接构成的布线矩阵的开关盒结构，用不同方式搜索其中一个节点，从 搜索起点到该节点的不同路径构成一个环；以尽可能晚地出现重复搜索现象，实现最小 环最大的开关盒；对于整个布线资源图，从任何一个节点开始都有“环的最大化”，即 整个布线资源图的“最小环最大化”；

所述的最小环最大化通过“破最小环法”来扩大最小环，其包括步骤：首先，将布 线矩阵的开关盒的结构任意地初始化，然后找到结构中的最小环，改变组成这个最小环 的边，以打破原来的最小环，这样就消灭了一个最小环；然后重新寻找新的最小环，再 打破它，重复进行一个“寻找最小环-打破最小环”的步骤，逐步将那些小的环全打破， 只留下大的环，最小环尺寸就得以最大化；

4)设计布线矩阵的开关盒结构

依据步骤3)的“最小环最大化”，设计布线矩阵的开关盒结构，使其中的布线资源 图的最小环尺寸最大化，使得到的布线矩阵的开关盒结构灵活。

2.按权利要求1所述的基于最小环的FPGA布线矩阵的开关盒设计方法，其特征是 所述的步骤1)的布线资源图是由节点和无向边组成的无向简单图。

3.按权利要求1所述的基于最小环的FPGA布线矩阵的开关盒设计方法，其特征是 所述的步骤2)所述的布线资源图在进行广度优先搜索时，当搜到已经搜到过的点的现 象尽可能晚地出现，即为在这之前的搜索层中找到的节点个数是最大化了；所对应的布 线资源就是一个线网在经过相应级数的可编程连接后所能连接到的其它线网的数目的 最大化。

4.按权利要求1所述的基于最小环的FPGA布线矩阵的开关盒设计方法，其特征是 所述的步骤3)的布线矩阵的开关盒结构其灵活性采用最小环尺寸衡量它结构的灵活性， 在节点数目一定，节点度数一定的情况下，最小环尺寸越大，其结构就越灵活。

5.按权利要求1所述的基于最小环的FPGA布线矩阵的开关盒设计方法，其特征是 所述的步骤4)的设计是根据所要设计的布线矩阵的开关盒的通道宽度和连通度建立BFS 树，其中，节点数为上下左右4个通道的线网的个数总和，即通道宽度的4倍，每个节 点的出度为连通度。

6.按权利要求5所述的方法，其特征是所述的布线矩阵的开关盒的通道宽度为24， 线网连通度为3。

7.按权利要求1所述的方法，其特征是所述的布线矩阵的开关盒的通道宽度为24， 线网连通度为3，最小环尺寸为10。