作为集成电路领域的半定制器件,现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Arrays,简称FPGA）因其设计灵活、成本低廉、逻辑资源丰富等诸多优势被广泛应用于各行各业,成为现代社会和经济发展的关键。FPGA EDA（Electronic Design Automation）软件将使用硬件描述语言设计的电路转化为二进制比特流,然后把比特流载入FPGA芯片中,通过比特流配置芯片中的物理资源最终在FPGA上实现电路功能。目前国内FPGA产业的发展处于起步阶段,国产FPGA芯片内部物理资源集成度与国外尚有一定差距,而目前国内没有能够适配国外FPGA芯片开发的EDA软件,使用国外的EDA软件随时面临着被制裁的风险。因此,设计开发适配多款FPGA且拥有自主知识产权的FPGA EDA软件,是目前国内FPGA领域的主要研究方向之一。FPGA EDA软件需要有良好的人机交互界面和高效的编译工具,两者缺一不可。FPGA EDA软件对电路设计的转换包括行为综合、工艺映射、打包、布局和布线,其中布线是流程中最耗时的步骤之一,而目前所能调用编译工具都是单线程运行,速度较慢。FPGA EDA软件应为用户提供简单、和谐、友好的交互平台,而大多编译工具都没有交互界面。针对以上问题,本文围绕EDA工具展开,具体工作内容概括如下:第一,实现了一种基于线网划分的并行化布线工具。该工具通过MPI并行编程技术调度多线程对划分后的线网集合进行并行布线,然后不断迭代布线得到合法的布线结果。工具主要分为两部分:线网划分和并行布线。线网划分又分为两个阶段:第一阶段划分在布线迭代前完成,根据区域内所包含的线网负载划分线网集合,并生成有向任务图,在化解并行布线资源冲突的同时实现线程负载的均衡;第二阶段划分在布线迭代过程中完成,首先对任务节点内部重叠的线网进行分解,然后对分解后的线网按照重叠与否进行编号,构建有向无环任务图,以实现节点内线网的并行化布线,提高整体并行度。并行布线过程中使用MPI实现线程的调度,负责分配任务、同步状态以及传递消息。实验结果表明,和VPR布线相比,所实现的并行布线工具在8线程下达到平均4.0×的加速比,同时布线结果质量基本不变。第二,实现了可适配多款FPGA芯片的EDA软件。本文研究了人机交互界面的设计原则、设计方法和设计过程,然后结合软件实际需求设计了四层架构的人机交互模型。该模型通过在逻辑处理层与功能实现层之间添加了工具接口层,向上层屏蔽复杂的调用逻辑,以提高软件的可扩展性。软件在设计时采用模块化的思想,根据用户功能需求,将系统功能划分为工程管理、流程管理、文本编辑和终端管理四个主要模块,以及其他一些辅助功能模块。本文采用快速原型法设计软件系统的界面原型和功能结构,然后整合各阶段编译工具,使用Qt软件开发框架实现对应的交互界面和功能。经过实践证明,该软件系统具有界面简洁、运行高效等特点,且有较好的可维护性和可扩展性。