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龍圖騰網(wǎng)獲悉上海科技大學(xué)申請(qǐng)的專利一種面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法及應(yīng)用獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115935887B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211257475.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/392；該發(fā)明授權(quán)一種面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法及應(yīng)用是由羅劍文;哈亞軍設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-10-14向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法及應(yīng)用在說明書摘要公布了：本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供了一種面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是提供了一種前述的面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法的應(yīng)用。本發(fā)明公開了一個(gè)基于片上網(wǎng)絡(luò)的可伸縮多晶粒FPGA架構(gòu)與相應(yīng)的層次化遞歸布局算法，旨在直接將由現(xiàn)有高層次綜合生成的寄存器傳輸級(jí)數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)直接映射到所提出的互聯(lián)架構(gòu)上。本發(fā)明公開的方法能夠發(fā)掘出層次化拓?fù)涞臐摿Σ⒏行У乩脤Ｓ没ヂ?lián)資源，例如跨晶粒線網(wǎng)、片上網(wǎng)絡(luò)與高速收發(fā)器。

本發(fā)明授權(quán)一種面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法及應(yīng)用在權(quán)利要求書中公布了：1.一種面向可伸縮多晶粒片上網(wǎng)絡(luò)FPGA架構(gòu)的布局方法，其特征在于，當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為時(shí)，F(xiàn)PGA架構(gòu)為單一晶粒；當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為m時(shí)，m為正整數(shù)，F(xiàn)PGA架構(gòu)為m個(gè)單一晶粒經(jīng)由NoC連接到一個(gè)NoC路由器，該NoC路由器稱為FPGA架構(gòu)的中心路由器；當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為m1,m2時(shí)，m1、m2為正整數(shù)，F(xiàn)PGA架構(gòu)為m2個(gè)m1結(jié)構(gòu)的中心路由器經(jīng)由NoC連接到一個(gè)NoC路由器，該NoC路由器稱為FPGA架構(gòu)的中心路由器；當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為m1,……,mn時(shí)，m1,……,mn為正整數(shù)，F(xiàn)PGA架構(gòu)為mn個(gè)的中心路由器經(jīng)由NoC連接到一個(gè)NoC路由器，該NoC路由器稱為該FPGA架構(gòu)的中心路由器，且m1,……,mn-1結(jié)構(gòu)稱為次一級(jí)子結(jié)構(gòu)； 對(duì)FPGA架構(gòu)進(jìn)行布局包括整數(shù)線性規(guī)劃問題以及基于整數(shù)線性規(guī)劃問題的層次化遞歸布局算法，其中： 整數(shù)線性規(guī)劃問題包括以下步驟： 步驟1、將FPGA架構(gòu)模型記為圖GFPGA，為架構(gòu)拓?fù)洹楦鲗覰oC鏈路帶寬、為各晶粒資源容量；將數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)記為圖Gdesign，V為數(shù)據(jù)流模塊的集合、E為數(shù)據(jù)流隊(duì)列的集合、av為數(shù)據(jù)流模塊v的資源占用、Se為數(shù)據(jù)流隊(duì)列起點(diǎn)、De為數(shù)據(jù)流隊(duì)列終點(diǎn)、we為數(shù)據(jù)流隊(duì)列位寬； 步驟2、記為目標(biāo)布局，表示晶粒全體的集合，由頂點(diǎn)主導(dǎo)的目標(biāo)函數(shù)下式所示： 式中，we表示數(shù)據(jù)流隊(duì)列位寬、dm表示距離度量、Se表示數(shù)據(jù)流隊(duì)列的源模塊、表示數(shù)據(jù)流隊(duì)列的源模塊對(duì)應(yīng)的晶粒、De表示數(shù)據(jù)流隊(duì)列的漏模塊、表示數(shù)據(jù)流隊(duì)列的漏模塊對(duì)應(yīng)的晶粒； 步驟3、利用獨(dú)熱碼編碼線性化頂點(diǎn)空間，相應(yīng)有的線性化線性變換Φ，從而有線性化目標(biāo)函數(shù)如下式所示，作為整數(shù)線性規(guī)劃問題的目標(biāo)函數(shù)： 式中，wTe表示數(shù)據(jù)流隊(duì)列位寬的線性形式、Se表示隊(duì)列源模塊的線性形式、ΦSe表示隊(duì)列源模塊對(duì)應(yīng)晶粒的線性形式、De表示隊(duì)列漏模塊的線性形式、ΦDe表示隊(duì)列漏模塊對(duì)應(yīng)晶粒的線性形式； 步驟4、每個(gè)數(shù)據(jù)流模塊被布局于恰好1個(gè)晶粒，形式化為如下式所示的約束： 式中，x表示目標(biāo)晶粒、v表示待布局?jǐn)?shù)據(jù)流模塊、Φxv表示若數(shù)據(jù)流模塊x被分配到晶粒v則為1否則為0的布局決策變量； 步驟5、同一晶粒上數(shù)據(jù)流模塊的總資源不得超過晶?？傎Y源；形式化為如下式所示的約束： 式中，av表示數(shù)據(jù)流模塊v的資源占用、ax表示晶粒x的資源容量； 步驟6、用戶能夠提供手工布局，形式化為如下式所示的約束： 式中，表示用戶對(duì)數(shù)據(jù)流模塊對(duì)應(yīng)晶粒的手工分配、VM表示設(shè)計(jì)用戶手工分配晶粒的數(shù)據(jù)流模塊； 層次化遞歸布局算法包括以下步驟： 步驟a、將數(shù)據(jù)流模塊在FPGA拓?fù)渲咏Y(jié)構(gòu)上的布局結(jié)果匯總為 如下兩式所示： 式中，表示頂層子結(jié)構(gòu)，表示結(jié)構(gòu)參數(shù)為m、位置為x的第n級(jí)子結(jié)構(gòu)，表示元組m除去尾項(xiàng)，表示元組x除去首項(xiàng)； 步驟b、 定義遞歸布局算子φ： 式中，表示模塊v從第n級(jí)子結(jié)構(gòu)開始計(jì)算的遞歸布局、表示模塊v在第n級(jí)子結(jié)構(gòu)上的次級(jí)布局、表示位置為y的晶粒；有 從而原布局問題對(duì)的求解分解為子結(jié)構(gòu)上布局的求解； 步驟c、子結(jié)構(gòu)上目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)而使用邊主導(dǎo)表示，如下式所示： 式中，表示在結(jié)構(gòu)參數(shù)為m、位置為x的第n級(jí)子結(jié)構(gòu)上的待求解布局，表示分配到結(jié)構(gòu)參數(shù)為m、位置為x的第n級(jí)子結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)流隊(duì)列，d表示片上網(wǎng)絡(luò)鏈路的距離度量、Ξe在第n級(jí)子結(jié)構(gòu)上數(shù)據(jù)流隊(duì)列對(duì)應(yīng)的片上網(wǎng)絡(luò)鏈路； 步驟d、進(jìn)行布局時(shí)，基于以下條件建立約束： 計(jì)算流模塊在子結(jié)構(gòu)上恰被分配至一個(gè)次一級(jí)子結(jié)構(gòu)； 計(jì)算流隊(duì)列在子結(jié)構(gòu)上恰被分配至當(dāng)前子結(jié)構(gòu)中心路由器與次一級(jí)子結(jié)構(gòu)中心路由器的其中一條鏈路上； 計(jì)算流模塊分配與計(jì)算流隊(duì)列分配相一致； 對(duì)第i級(jí)子結(jié)構(gòu)的資源估算，引入擁塞因子ρi作為對(duì) 的修正，如下式所示： 式中，A表示資源種類； 分配至鏈路上的計(jì)算流模塊位寬不得超過鏈路帶寬； 子結(jié)構(gòu)上的布局與用戶手工布局相一致。

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