通常来说,有些研究成果会立刻对学术界带来启发,而有些则会首先被低估一段时间,然后才会被人们完全理解。这项成果就属于后者。很多研究 FPGA 设计工具的工作都是提出一些新的想法,使用基准测试对这些想法进行实验,然后比当时的其他工作取得 5%到 10%的提升,诸如此类。并不是说这些工作不够优秀,但大多数的工作所取得的成就和影响都是暂时的,因为会不断出现新的 CAD 工作取得更好的结果。

在 1995 年,大多数 FPGA 研究者都认为这项工作也只不过是又一个取得了 10%性能提升的成果,和其他研究并无二致。只有很少的人认识到,这项成果带来的是改变整个游戏规则的根本性创新,它将在今后的几十年里经受住其他工作的挑战,而且不会被其他布线算法所超越。幸运的是,在随后的几年里,学术界和工业界都渐渐认识到,这项成果所提出的理念已经达到了前所未有的高度。

这项工作首先阐述了协商的基本思想,以及处理一阶拥塞的方法。然后分析了二阶拥塞,见下图,并引入了对“历史成本(history cost)”的需求。之后将这个概念进行了推广,并将布线延时引入考量。最后给出了这个算法的伪代码,以及一些实验结果。相比于当时的其他商用工具,这个方法能取得 11%的效果提升。

以下五个FPGA布局布线算法领域的重要工作几乎奠定了现代算法的基础

客观的说,尽管这是一项出色的工作,但它在表述时的清晰程度并非完美。当你每次审视这项工作时,都能体会出一些细微的差别。

时至今日,我们已经能够广泛而成功的使用协商拥堵算法来处理 FPGA 的布线问题了。尽管如此,这个方法为何如此有效,学术界在理论层面上仍然莫衷一是。例如,我们能完全理解和分析退火算法是如何工作和收敛的,但对于协商拥堵算法的理解还远远达不到这个层次。也就是说,人们还没有对这个思想构建起足够严谨的理论体系。因此,这项工作仍将继续激发研究者们对这一课题的进一步研究。

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FPGA 布线架构:分段与缓冲及其对速度和逻辑密度的优化

一句话总结:对 VPR 工具的跨越式优化,从而直接影响高端商业 FPGA 的成形和发展。

英文名:FPGA Routing Architecture: Segmentation and Buffering to Optimize Speed and Density

作者:Vaughn Betz, Jonathan Rose

发表时间:1999 年

推介人:Carl Ebeling(华盛顿大学)

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