[发明专利]一种基于模拟退火/回火现场可编程门阵列布局的方法

摘要

本发明公开了一种基于模拟退火/回火现场可编程门阵列布局的方法，采取混合模拟退火和模拟回火的方法。首先使用传统模拟退火方法，得到模拟退火所能找到的最好解current_best，并记录当解的接受率为44%时的温度temp44，建立从temp44到冰点温度的适宜的温度梯度{t1,t2,…,tm}，然后根据该温度梯度开始模拟回火方法，在这个过程中如果碰到了比current_best更好的解，用该解替换current_best，最终得到的current_best即为需要的最优解。将本发明公开的基于模拟退火/回火现场可编程门阵列布局的方法应用于支持FPGA（Field Programmable Gate Array）现场可编程门阵列开发的EDA软件的布局工具，最终得到的布局结果稳定性好，同时能提高电路的质量，降低关键路径上的延时，改善最终的布线线长。

主权项

一种基于模拟退火/回火现场可编程门阵列布局的方法，其特征在于，该基于模拟退火/回火现场可编程门阵列布局的方法包括以下步骤：第一步，给定一个描述现场可编程门阵列的网表文件和一个结构文件，使用模拟退火方法进行初始布局，将每个逻辑块CLB随机的分配到FPGA(Field Programmable Gate Array)现场可编程门阵列的一个坐标位置上；第二步，在初始布局的基础上，通过进行Nblocks次CLB的交换，计算得到模拟退火方法的初始温度，其中Nblocks是电路中CLB的个数；第三步，在给定的温度下，判断温度是否达到冰点，如果达到冰点，执行第五步；第四步，重复第三步直至接受新解的概率达到44％为止，记录当前的温度为temp44，并且保存当前的布局结果为current_best，执行第五步；第五步，将温度设置为0，进行局部优化搜索，并保存当前最优的布局结果，模拟退火布局方法结束；第六步，根据第五步的结果，将模拟回火方法的初始温度设置为temp44，初始布局设置为current_best；第七步，在给定的温度下，判断温度是否达到冰点，如果达到冰点，执行第九步；具体步骤为：步骤一，在当前温度下，根据TK<0.005·Cost/Nnets判断是否达到冰点，如果没有，执行步骤二，其中TK为当前温度，Cost为当前布局的成本花费，Nnets为电路中的线网个数；步骤二，随机选择一个CLB，在限定的范围内随机选择另一个CLB或者空余位置，然后进行交换，计算当前布局成本函数的改变量△C，如果△C<0，那么接受这个改变，否则以概率exp(‑△C/TK)接受；步骤三，重复步骤二Num_Move次，Num_Move理论上称为马可夫链长度，Num_Move＝10·Nblocks1.33；步骤四，在当前温度TK和当前布局花费lastCost的基础上产生下一个温度Tnew；此时有三种选择：回火到上一温度Tprev、继续保持当前温度TK、下降到下一温度Tnext，其中Tprev在之前已经保存，Tnext由退火表确定；此时随机生成变量Skip的取值为K‑1或者K+1，其中生成K‑1的概率为a，生成K+1的概率为(1‑a)，回火概率a取值在[0,0.5]；计算概率P的公式如下，P=αSkipαKexp{lastCost×(1TSkip-1TK)×C}]]>最后以min(1，P)的概率跳转到下标为Skip的温度值；公式中的常量C和α是修正值，在具体应用中确定,应用于支持FPGA(Field Programmable Gate Array)现场可编程门阵列开发的EDA软件的布局工具中，常量C设定为回火的开始温度temp44，αK的计算公式如下，αK=exp{-averageCost×(1TK-1TK-1)×C}]]>其中averageCost为迭代过程中所有布局花费Cost的平均值；第八步，重复第七步直至温度达到冰点为止，执行第九步；第九步，将温度设置为0，进行局部优化搜索，并保存当前最优的布局结果，模拟回火布局方法结束。