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为了开发高质量FPGA结构，第一步就是使用FPGA结构评估系统来评估各种各样的架构设计方案。而日益复杂和更加灵活的FPGA结构，对FPGA评估系统提出了新的挑战。在面对各种不同的FPGA结构时，FPGA评估系统必须能够针对FPGA结构进行灵活的建模处理。 本论文实现了基于CAD实验方法的FPGA结构评估系统，该系统有以下特点:(1)支持评估各种规模、结构不同的FPGA结构;(2)能高效完成针对特定FPGA结构的评估工作;(3)能高效完成FPGA结构参数优化设计。 首先，本论文引入了一个新型的FPGA结构描述模型对FPGA的架构进行建模，该模型的描述语言采用YAML通用格式，从而实现了对包含任意类型逻辑块和通道的详细FPGA结构描述。针对提出的FPGA结构描述模型，本论文提出了一个通用的FPGA结构资源图生成算法。并将上述模型和结构资源图生成算法应用于FPGA结构评估系统中，通过实验验证了结构描述模型的灵活性和有效性。 其次，本论文提出了一种高效的从现有FPGA结构中自动提取互连资源的FPGA结构描述模型的算法。该算法作为通用的FPGA互连资源结构描述模型的提取方法，可以极大缩短从现有FPGA结构中提取FPGA结构描述模型的时间。并且所提出的方法可以应用于不同结构、各种规模的FPGA芯片。在缩短FPGA结构描述模型提取时间的同时，提高了FPGA结构描述模型提取的准确性。 最后，实现了基于MapReduce的分布式FPGA结构评估优化系统。由于基于实验方法的FPGA结构评估系统在进行评估工作时通常非常耗时，本论文采用MapReduce分布式算法来加速FPGA的结构评估、优化设计过程。传统的基于设计参数进行暴力枚举的实验方法运行效率低下，本论文提出使用MapReduce遗传算法来为FPGA结构优化设计建模，从而减小结构设计参数的优化搜索空间，大大提高了FPGA结构优化效率。 综上所述，本论文针对FPGA结构优化设计的需求，提出了四种应用于FPGA结构评估的算法:1）基于文中提出的FPGA结构描述模型，提出了一个通用的FPGA结构资源图生成算法，2）一种高效的从现有FPGA结构中自动提取互连资源结构描述模型的算法，3）基于MapReduce的分布式FPGA结构评估系统实现算法，4）为FPGA结构优化设计建模的MapReduce遗传算法。