基于复杂网络和 Patched EDM的 FPGA布线拥塞预测
CSTR:
作者:
作者单位:

(青岛理工大学信息与控制工程学院,山东青岛 266520)

作者简介:

聂廷远(1971.),男(汉族),山东青岛人,博士,教授,主要研究方向为 VLSI优化设计、复杂网络、机器学习。

通讯作者:

中图分类号:

TN791

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(61572269);山东省自然科学基金资助项目(ZR2021MF101)


Predicting FPGA Routing Congestion based on Complex Networks and Patched EDM
Author:
Affiliation:

(College of Information and Control Engineering,Qingdao University of Technology,Qingdao,Shandong 266520,P. R. China)

Fund Project:

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    摘要:

    随着 FPGA设计复杂性的增加,单元的高度密集性和布线资源的有限性容易导致布线拥塞,在物理设计的早期阶段对布线拥塞进行预测并实施相关策略可以有效缩短设计周期并降低成本。基于复杂网络特征保留电路拓扑性质的特性,提出一种利用复杂网络和 Patched EDM的 FPGA布线拥塞预测方法。在布局阶段提取与布线拥塞相关的电路特征和复杂网络特征,根据特征重要性映射成 RGB图像,并在 EDM中引入 Patch转换来捕捉图像中与布线拥塞相关的关键信息。实验结果表明,本方法 SSIM的平均值为 85. 01%,PSNR为 27.854 7 dB,NRMS为 12. 91%, PIX为 18. 73%,相对于现有最先进的模型表现出更好的预测效果,证明了提出的 Patched EDM在预测布线拥塞方面的有效性。

    Abstract:

    As the design complexity of field programmable gate arrays(FPGAs)increases,the high density of internal units and limited routing resources can result in routing congestion. Predicting the routing congestion in the early stage of physical design and implementing strategies can effectively reduce design time and costs. This paper proposes a model for predicting FPGA routing congestion using complex networks and patched EDM(Elucidating the Design Space of Diffusion-Based Generative Model),leveraging the circuit topology characteristics preserved by complex network features. During the placement stage,circuit features and complex network features related to routing congestion are extracted and mapped into RGB images based on feature importance. Subsequently,Patch transformation is introduced to capture key congestion-related information. Experimental results show that the method achieves an average SSIM of 85. 01%, PSNR of 27.854 7 dB, NRMS of 12. 91%, PIX and of 18. 73%, outperforming the recent state-of-the-art models.

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  • 收稿日期:2024-08-23
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  • 在线发布日期: 2025-08-22
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