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用于FPGA的多层次集成设计系统的设计与实现

摘要：针对当前现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，FPGA)领域，电子设计自动化

(electronicdesignautomation，EDA)工具集成度不够高、不具备用户自主设计FPGA芯片的功能等问题，设

计并实现FPGA多层次集成设计系统(verssystem，VDS)．该系统包括高度集

一套完整的atiledesign成的设

计开发环境和FPGA芯片级到系统级的设计与验证工具，为设计、应用和验证自主研发的FPGA芯片提供

了一个有效平台．VDS的显著特点在于提供了全自动芯片生成功能，使用户能根据自身需要灵活控制芯片

的规模和功能．快速开发一系列的适应不同应用的FPGA．借助VDS成功设计出两款FPGA芯片，通过对

FPGA进行电路设计以及对芯片和应用进行仿真与验证，证明了VDS的有效可行．

关键词：微电子学；现场可编程门阵列；电子设计自动化；集成设计系统；用户图形界面；架构设计；

版图设计；系统级设计；芯片仿真；芯片板级测试

Designandimplementationofanintegrated

multi·l·evelFPGAdesignsystem

Abstract：InmodemFPGA—EDAdesignsystem，customdesignoftheFPGAchipisimpossibleduetoinadequate

tools．AcompleteFPGAmulti—levelintegrateddesignsystem，versatiledesignsystem(VDS)，wasdeveloped．

TheVDScontainsahighlyintegrateddevelopmentenvironment，whichincludesdesignandverificationtoolsfor

FPGAdesignsfromthechip—leveltothesystem—leve1．AVDSprovidesanefficientplatformofrFPGAdesign，

verificationandapplicationdevelopment．AremarkablecharacteristicofVDSisthatitsuppo~sfullyautomatic

generationofrtheFPGAchipandallowsuserstoflexiblycontrolthechip’Ssizeandfunctionaccordingtotheir

requirements．Finally，twoFPGAchipsweresuccessfullydesignedbytheVDS，andtheexperimentresultsofthe

desing，simulationandverificationhavedemostratedtheefficiencyofVDS．

378深圳大学学报理工版第29卷

Keywords：microelectronics；fieldprogrammablegatearray；electronicdesignautomation；integrateddesign

system；graphicaluserinterface；architecturedesign；layoutdesign；systemleveldesign；chipsimulation；system

leveltest

现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatear—GA多层次设计的集成开发平台，包括FPGA芯片

ray，FPGA)通过软件编程对硬件结构和工作方式生成工具VBK(versatilebuildkit)、FPGA设计工具

进行重构，从而使硬件设计如同软件设计一般便VDK(versatiledesignkit)、FPGA系统应用工具

捷．这极大地改变了传