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第1章 FPGA架构总体设计1

1.1 FPGA芯片研制流程1

1.2 FPGA架构设计流程7

1.3 FPGA规模和资源划分17

1.4 FPGA中功能模块划分20

参考文献26

第2章 FPGA中时钟网络30

2.1 简介30

2.2 FPGA CDN建模33

2.3 时钟网络设计方法43

2.4 时钟网络的灵活性48

2.5 路由级联51

2.6 仿真实验55

2.7 时钟网络热学建模61

2.8 仿真实验62

参考文献66

第3章 FPGA中电源／地线网络和漏电流68

3.1 电源／地线网络68

3.2 IR-drop分析与优化71

3.3 漏电流组成73

3.4 降低漏电流的方法74

3.5 基于Via分布的IR-drop分析77

3.6 仿真实验81

3.7 不均匀测试点的IR-drop求解87

3.8 FPGA电源网络IR-drop分析89

参考文献94

第4章 FPGA中可编程逻辑单元98

4.1 基于多路选择器的逻辑单元98

4.2 基于四输入LUT的可编程逻辑单元的设计102

4.3 LUT的模型与实现103

4.4 LUT的输入数目K的确定106

4.5 进位逻辑109

4.6 基于查找表结构的FPGA的不足115

4.7 AIC结构逻辑簇117

4.8 基于AIC结构FPGA的逻辑簇120

4.9 面向AIC的映射工具及结构评估平台124

4.10 结构特征匹配的AIC簇互连优化125

4.11 仿真分析和比较131

参考文献133

第5章 FPGA中可编程I/O模块136

5.1 可编程I/O系统结构136

5.2 IOE中的可编程输入缓冲器设计138

5.3 IOE中的可编程输出缓冲器设计144

5.4 可编程I/O的后端版图设计156

5.5 高可靠I/O模块的后端版图与测试166

5.6 可编程I/O的供电策略172

5.7 全芯片I/O的ESD技术173

参考文献179

第6章 FPGA中DDR存储器接口182

6.1 DDR SDRAM芯片的工作原理182

6.2 FPGA芯片中DDR存储器接口系统设计184

6.3 DDR存储器接口控制器的设计和验证191

6.4 延时锁相技术194

6.5 延时锁定环电路的分析与对比196

6.6 数字延时锁定环电路的性能分析与优化201

6.7 延时锁定环线性模型与稳定性分析205

参考文献209

第7章 FPGA中数字延时锁定环213

7.1 实现相移的全数字延时锁定环213

7.2 数字控制延时链215

7.3 时间数字转换器220

7.4 双向移位计数器221

7.5 鉴相器与锁定逻辑222

7.6 延时锁定环的版图设计224

7.7 延时锁定环环路的仿真224

7.8 芯片的物理实现与测试平台225

7.9 DDR接口的数据通路的测试验证227

7.10 数字延时锁定环的测试229

7.11 数字占空比矫正电路的测试232

参考文献234

第8章 FPGA中连线连接盒236

8.1 引言236

8.2 问题分析237

8.3 利用模拟退火算法优化CB拓扑结构241

8.4 实验及结果分析246

8.5 连线开关盒的电路结构设计方法251

参考文献259

第9章 FPGA中互连线段长度分布261

9.1 所提优化方法的基本思路261

9.2 以面积延时积最小为目标的优化265

9.3 针对所提优化方法的讨论268

9.4 设计实验269

9.5 FPGA芯片的设计实现270

9.6 芯片的测试准备272

参考文献275

第10章 FPGA中的配置模块277

10.1 配置系统的基本组成及特点277

10.2 配置系统的功能需求279

10.3 配置系统的硬件结构分析281

10.4 配置码流协议的结构及其对配置系统的影响286

10.5 配置系统总体框架292

10.6 配置码流协议的设计297

10.7 配置系统的电路设计与实现300

10.8 配置系统采用的验证工具与方法305

10.9 配置系统的验证方案与功能点的抽取311

10.10 配置系统功能验证平台的设计312

10.11 配置系统验证结果319

参考文献324