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FPGA产品的研制不仅是FPGA芯片的设计，而且包含了相关的EDA软件设计以及相关电子系统设计，具有较大难度。本文的研究工作以FPGA芯片设计为基础，着重完成了FPGA编程电路，输入/输出模块及边界扫描电路的设计与验证工作。
FPGA编程电路主要功能足将代表用户设计的配置文件下载至FPGA芯片中，实现用户逻辑设计。为了使设计具有普遍性，我们采用了脚本化的电路设计方法，实现了编程电路设计的自动化。
输入/输出模块是决定FPGA性能的重要部分，其功能和性能指标是用户在选择FPGA时的重要参考。IO模块可以根据用户需要，配置成不同的输入/输出标准。由于我们采用了设计自动化的理念，从整个芯片的架构定义到GDS的自动化产生是我们设计的目标。为此，IO模块在设计上也采用了平台式的设计方法和粘合版图的实现方式。整个IO模块阵列可以从一个结构描述文件出发，用设计软件和脚本辅助完成电路设计以及全部的版图组装和验证工作。针对不同设计层次，采用了从行为级到门级以及混合模式等不同的仿真验证手段。IO模块中还包含了测试用的边界扫描电路。该电路采用复用IO数据通道中的可配置触发器的方式实现，节省了版图资源。
本文围绕FPGA输入/输出模块电路及相关的编程与测试电路设计，针对FPGA芯片的平台化开发要求，设计了相应的电路、版图、脚本及仿真验证策略，为最终的全芯片层次化、自动化组装以及后续系列FPGA的开发提供了参考。