西安电子科技大学在 EDA 硬件仿真编译领域取得系列重要学术成果，华为、思尔芯等资助

IT之家 7 月 24 日消息，根据西安电子科技大学官方披露，该校集成电路学部游海龙教授、李聪教授课题组在 EDA 领域的硬件仿真编译方面取得了一系列重要学术成果。这些研究成果已经被 IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems（TCAD，CCFA 类）和 EDA 领域的国际顶级会议（ICCAD、DATE）接受并发表，并且，这也是该校作为第一作者单位的首篇文章被 ICCAD 会议收录。

这些研究工作得到了包括国家自然科学基金项目、华为技术有限公司、上海思尔芯技术股份有限公司在内的校企合作项目的资助，并且相关成果已经在我国的硬件仿真器研发中得到了应用。

硬件仿真器（EMU）是仿真验证中不可或缺的 EDA 工具之一，而硬件编译技术则是硬件仿真器研发过程中的关键技术。该课题组针对 FPGA 和专用 CPU 等两种技术路线的 EMU 中的电路划分问题展开研究，解决了经典的超图划分 N-P 难题。他们创新性地提出了面向多 FPGA 系统和处理器调度驱动的电路划分框架，成功实现了数十亿规模的高效优化超图划分，并取得了显著的成果。

基于拓扑序均衡的电路划分算法框架

为了解决数十亿规模电路仿真中调度驱动划分的问题，2024 年国际计算机辅助设计会议（ICCAD）收录了研究团队的最新成果。在名为 TopoOrderPart: a Multi-level Scheduling-Driven Partitioning Framework for Processor-Based Emulation 的论文中，他们提出了一种基于拓扑序均衡观念的电路划分算法框架。

这一方法通过有效地将大规模电路按照拓扑序均衡度进行聚类，灵巧地利用电路节点的连接度和拓扑均衡度来获取初始结果，然后在每一层对电路进行改进，最终实现了编译过程中的高质量划分。

这种创新性方法不仅填补了调度驱动电路划分方向的研究空白，还为高性能硬件仿真提供了重要的研究方向。

该研究的第一作者是集成电路学部 2022 级博士研究生毕舜阳，西安电子科技大学为第一完成单位，通讯作者为游海龙教授。

TopoPart 框架

在解决多 FPGA 系统拓扑和 TDM 等因素影响电路时序性能的问题上，研究团队在名为 MaPart: An Efficient Multi-FPGA System-Aware Hypergraph Partitioning Framework 的论文中提出了一个零违例的高效划分器 TopoPart+。这个划分器被嵌入到一个二分查找算法框架中，实现了最小 hop 的初始划分，然后通过拓扑感知和拥塞路径驱动的改进获得更精细的高质量划分结果。

为解决布线阶段的 hop 的延迟问题，该团队还采用分层图思想实现了布线算法。这一系列突破性工作显著提升了电路仿真的时序性能，展现出时序驱动划分的重大进展。

这篇研究成果于 2024 年 4 月被计算机辅助设计领域的顶级国际学术期刊 TCAD（IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems）录用并发表，该工作的第一作者为集成电路学部 2020 级博士研究生李本正，第二作者为 2022 级博士研究生毕舜阳，通讯作者为游海龙教授，西安电子科技大学为第一完成单位。

FPGA 候选传播算法

为解决多 FPGA 系统划分中由于拓扑违例导致时序性能下降的问题，2024 年欧洲设计、自动化与测试会议（DATE）收录了游海龙教授团队的 An Efficient Hypergraph Partitioner under Inter - Block Interconnection Constraints 论文，并邀请其在 7 月举行的会议上做大会报告。

该论文提出了一种消除违例的 FPGA 候选传播算法，结合高效的划分算法，该方案可实现多 FPGA 系统划分后零违例目标，有望提高编译时序性能，为高性能硬件仿真和原型验证提供了广阔应用前景。

这项研究的第一作者是集成电路学部 2020 级博士研究生李本正，通讯作者为游海龙教授，西安电子科技大学为第一完成单位。

根据IT之家了解，TCAD（IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems）是在集成电路与系统计算机辅助设计领域公认的顶尖学术期刊，并且是中国计算机学会（CCF）认定的 A 类期刊。

国际计算机辅助设计会议（ICCAD）和欧洲设计、自动化与测试会议 (DATE) 是 EDA 领域中水平最高的国际会议之一，被中国计算机学会（CCF）推荐为计算机体系结构与高性能计算方向的顶级国际学术会议，每年的文章投稿量接近千篇，而接收率为 20%-25%。

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