本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

Elf3D跨平臺(tái)引擎針對(duì)現(xiàn)有3d游戲引擎性能與延伸及畫(huà)面效果不太完美的情況，自主研發(fā)的3D跨平臺(tái)游戲引擎。

Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)的引擎效率受布局和布線影響，它直接耗費(fèi)了Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程中絕大部分CPU時(shí)間，并且影響到整個(gè)電路的性能。

在現(xiàn)有的布局方法中成本函數(shù)的計(jì)算包括線長(zhǎng)成本和時(shí)序成本：線長(zhǎng)成本是整個(gè)電路中每個(gè)信號(hào)布線線長(zhǎng)估計(jì)值的和，最小化線長(zhǎng)成本關(guān)系到最小化布線資源的消耗并平衡布線密度以保證布線成功；時(shí)序成本是布局時(shí)所有布線路徑的延時(shí)之和，最小化時(shí)序成本關(guān)系到最小化關(guān)鍵路徑延時(shí)。同時(shí)成本函數(shù)Cost()還要通過(guò)權(quán)重參數(shù)正確地平衡最小化線長(zhǎng)和最小化關(guān)鍵路徑延時(shí)之間關(guān)系。Metropolis準(zhǔn)則中的溫度參數(shù)T，用于控制接受導(dǎo)致布局變差移動(dòng)的可能性。一開(kāi)始，T是非常高的，幾乎所有的移動(dòng)都被接受；隨著布局優(yōu)化，它的值逐漸減少，這樣接受使布局變差的移動(dòng)的概率是非常低的。接受一個(gè)使布局變差的移動(dòng)帶來(lái)的爬坡能力，使得模擬退火避免收斂到成本函數(shù)上的局部最優(yōu)解。溫度下降的速度、在每個(gè)溫度下試圖移動(dòng)的次數(shù)和產(chǎn)生可能移動(dòng)的方法、終止退火的退出標(biāo)準(zhǔn)是由退火表所決定。這種方法由于在每個(gè)溫度T下必須做足夠多的移動(dòng)才能達(dá)到熱力學(xué)平衡，同時(shí)為了取得接近最優(yōu)的布局結(jié)果，溫度T下降非常緩慢，所以會(huì)花費(fèi)非常多的CPU時(shí)間。

現(xiàn)有的解決布線問(wèn)題的方法為，一種基于擁擠協(xié)商PathFinder算法的迭代式布線方法，該方法使用了一種嘗試平衡競(jìng)爭(zhēng)目標(biāo)：消除擁擠與最小化關(guān)鍵路徑延時(shí)的迭代方法，該迭代方法采用多次布線迭代來(lái)完成，允許信號(hào)初步占用布線資源，但隨后必須與其他信號(hào)協(xié)商并決定哪個(gè)信號(hào)最需要該布線資源。在每次迭代中都要進(jìn)行一次時(shí)序分析以維持對(duì)那些可能十分關(guān)鍵的信號(hào)持續(xù)施加影響。在協(xié)商中通過(guò)讓越是關(guān)鍵的信號(hào)越具有更優(yōu)先的次序，最終將關(guān)鍵路徑延時(shí)最小化。在每次迭代過(guò)程中，每條信號(hào)被拆線并按照預(yù)定的順序布線。在布線資源圖中的每一布線資源節(jié)點(diǎn)i的成本，表示節(jié)點(diǎn)i被信號(hào)占用次數(shù)，用以反映每個(gè)信號(hào)布線后以及一次完整布線迭代之后的擁擠狀況。成本的更新迫使信號(hào)布線從器件的擁擠區(qū)域遷移至較離散分布的區(qū)域，為當(dāng)前正處于擁擠區(qū)域的其他需求更大的信號(hào)騰出空間。由于該方法在每次布線迭代中，既要考慮最小化成本，即關(guān)鍵路徑延時(shí)，又要排除布線資源重用導(dǎo)致的擁擠，使迭代過(guò)程必須持續(xù)進(jìn)行直到?jīng)]有布線資源重用為止，因而這會(huì)耗費(fèi)大量的CPU時(shí)間。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：現(xiàn)有3d游戲引擎性能與延伸及畫(huà)面效果不太完美，Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)的布局和布線直接耗費(fèi)了設(shè)計(jì)流程中絕大部分CPU時(shí)間，并且影響到整個(gè)電路的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)，所述Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)包括：

跨平臺(tái)多光源延遲渲染系統(tǒng)，用于通過(guò)先渲染GBuffer，在混合GBuffer進(jìn)行光照計(jì)算，輸出最終渲染結(jié)果；使場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)光的數(shù)量不再受限制，將計(jì)算復(fù)雜度從O(n2)降為O(n)；

多線程渲染框架，最大化的利用硬件并行化計(jì)算的能力，用于解放CPU的計(jì)算能力；并用于進(jìn)行CPU和GPU耦合度，提升整體引擎效率；

多種主流VR平臺(tái)，通過(guò)使用工具鏈，將原有項(xiàng)目的內(nèi)容，移植輸出到VR平臺(tái)。

進(jìn)一步，所述的工具鏈，包括：

資源瀏覽器，用于可視化管理項(xiàng)目資源，支持拖拽操作，支持從小項(xiàng)目到AAA大型項(xiàng)目管理；

真實(shí)游戲畫(huà)面編輯器，用于實(shí)時(shí)編輯和查看實(shí)際游戲畫(huà)面；

平臺(tái)模擬器，用于在Windows上直接查看iOS，Android上實(shí)際游戲畫(huà)面；

材質(zhì)編輯器，用于使用美術(shù)熟悉的3ds max材質(zhì)編輯器，提供豐富的可調(diào)屬性；

模型編輯器，用于檢查模型分組，指定材質(zhì)，觀察相關(guān)物理屬性，支持自動(dòng)LOD和UV生成；

粒子編輯器，用于提供豐富的發(fā)射器，修改器組件，可調(diào)參數(shù)列表，性能評(píng)估；

FBX格式導(dǎo)入器，用于支持所有主流3D美術(shù)制作軟件，支持靜態(tài)模型，組合模型，剛體動(dòng)畫(huà)，蒙皮動(dòng)畫(huà)，內(nèi)建材質(zhì)、帖圖導(dǎo)入；

地形編輯器，用于支持最大8層單獨(dú)材質(zhì)，每層材質(zhì)具有單獨(dú)的材質(zhì)參數(shù)；

動(dòng)畫(huà)曲線編輯器，用于美術(shù)在場(chǎng)景中對(duì)任意材質(zhì)動(dòng)畫(huà)、任意燈光參數(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)編輯，設(shè)置播放速度、循環(huán)屬性的操作；

聲音編輯器，用于實(shí)時(shí)編輯、測(cè)試場(chǎng)景音效環(huán)境；

光照烘培器，用于支持高細(xì)節(jié)全局光照和陰影，與編輯器深度整合，實(shí)時(shí)查看烘焙結(jié)果，一鍵烘焙，無(wú)需美術(shù)重復(fù)調(diào)節(jié)關(guān)卡；

帖圖編輯器，用于貼圖查看，格式壓縮設(shè)置，跨平臺(tái)資源壓縮設(shè)置；

資源發(fā)布器，用于支持跨平臺(tái)資源優(yōu)化，自動(dòng)記錄用戶(hù)設(shè)置，轉(zhuǎn)換資源到適應(yīng)目標(biāo)平臺(tái)的最優(yōu)格式，支持帖圖自動(dòng)縮放、格式轉(zhuǎn)換、shader和材質(zhì)自適應(yīng)，一鍵部署。

進(jìn)一步，Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)布局布線的方法具體步驟為：

第一步，將電路中每一個(gè)可配置邏輯單元CLB、I/O單元、異構(gòu)模塊等單元隨機(jī)地放置到Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)硬件內(nèi)部物理位置，得到一個(gè)初始布局；

第二步，計(jì)算初始溫度T₀；

第三步，布局迭代；

第四步，局部?jī)?yōu)化布局；

第五步，如果累計(jì)第三步中對(duì)步驟一至步驟三過(guò)程迭代總次數(shù)超過(guò)TAS，則輸出當(dāng)前最優(yōu)布局并轉(zhuǎn)第六步進(jìn)行布線；否則令當(dāng)前溫度T為前一次執(zhí)行第三步過(guò)程中新布局的接受率第一次低于44％時(shí)的溫度，轉(zhuǎn)第三步開(kāi)始重復(fù)退火；

第六步，布線初始化；

第七步，為每個(gè)線程劃分任務(wù)集，假設(shè)處理器個(gè)數(shù)為P，則創(chuàng)建P個(gè)線程，并且為每個(gè)線程Thd[i]創(chuàng)建任務(wù)集SigSet[i]，i∈{1,2,…,P}；將布線資源圖RG劃分為P個(gè)大小相等的不交叉區(qū)域，對(duì)于每個(gè)信號(hào)，如果落入?yún)^(qū)域i的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink個(gè)數(shù)越多，就將分給區(qū)域i對(duì)應(yīng)的任務(wù)集SigSet[i]，i∈{1,2,…,P}，并保證每個(gè)任務(wù)集內(nèi)的sink總數(shù)一樣多；

第八步，對(duì)每個(gè)線程任務(wù)集SigSet[i]中所有信號(hào)按照sink個(gè)數(shù)從多到少排列；

第九步，啟動(dòng)P個(gè)線程，P個(gè)線程并行執(zhí)行第十步；

第十步，并行布線迭代；

第十一步，同步P個(gè)線程，即等待每個(gè)線程都執(zhí)行完第十步；由主線程檢查整個(gè)電路的布線是否合法，如果布線合法，即沒(méi)有重復(fù)被占用的布線資源節(jié)點(diǎn)，則轉(zhuǎn)第十四步；否則，對(duì)所有重復(fù)被占用的布線資源節(jié)點(diǎn)的歷史占用度加1，并且加大擁擠懲罰度，進(jìn)行時(shí)序分析，轉(zhuǎn)第十二步；第十二步，主線程重新布線擁擠的信號(hào)；

第十三步，檢查整個(gè)電路的布線是否合法，如果布線合法，則轉(zhuǎn)第十四步；否則如果布線迭代次數(shù)不超過(guò)指定值Max，則進(jìn)行時(shí)序分析并轉(zhuǎn)第十步執(zhí)行下一次布線迭代，否則轉(zhuǎn)第十四步；

第十四步，將其余P-1個(gè)線程合并到主線程，輸出布線結(jié)果并退出布線。

進(jìn)一步，在第三步中，布局迭代具體步驟為：

步驟一，在當(dāng)前布局上，通過(guò)隨機(jī)地選擇一對(duì)可配置邏輯單元CLB、I/O單元、異構(gòu)模塊等單元交換位置，或者選擇一個(gè)可配置邏輯單元CLB、I/O單元、異構(gòu)模塊等單元與一個(gè)空白位置進(jìn)行交換，得到一個(gè)新的布局，得到一個(gè)新布局，并計(jì)算新布局的花費(fèi)Cost：

其中Cost'表示當(dāng)前布局花費(fèi)，初始布局時(shí)Cost'＝1.0，tc、tc'、bc、bc'均為實(shí)數(shù)，tc和bc分別表示新布局的時(shí)序量和擁擠量，tc'和bc'分別表示當(dāng)前布局的時(shí)序量和擁擠量，λ表示時(shí)序量的權(quán)重，1-λ表示擁擠量的權(quán)重，λ＝0.5；

步驟二，根據(jù)當(dāng)前溫度T，用新布局的花費(fèi)Cost與當(dāng)前布局的花費(fèi)Cost'之差ΔC判斷是否接受新布局：若ΔC＜0，則接受新布局為當(dāng)前布局，否則，設(shè)u為區(qū)間[0,1]內(nèi)的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果u<exp(-ΔC/T)，則接受新布局為當(dāng)前布局；

步驟三，用VFSR退火函數(shù)更新當(dāng)前溫度T：

T＝T₀exp(-ck)，

k為接受新布局的總次數(shù)，c為實(shí)數(shù)常量，c＝-log(TRS)×exp(-log(TAS))；TRS為退火尺度系數(shù)，TRS＝10^-9，TAS為最大退火迭代次數(shù)，TAS計(jì)算方法為：

TAS＝log_0.8(0.05×H/T₀)×M，

其中H為電路中的信號(hào)個(gè)數(shù)，M為馬可夫鏈長(zhǎng)度，M＝10·N^1.33；

步驟四，對(duì)步驟一至三過(guò)程進(jìn)行M次迭代；

步驟五，如果T＜0.05×Cost/H，則執(zhí)行步驟四，否則轉(zhuǎn)步驟一繼續(xù)執(zhí)行。

進(jìn)一步，在第四步中，局部?jī)?yōu)化布局的具體方法為：

第一，令當(dāng)前溫度T＝0，對(duì)第三步的步驟一至步驟二過(guò)程進(jìn)行M次迭代，由于當(dāng)前溫度T為0的情況下，只接受結(jié)果比當(dāng)前布局好的新布局，所以進(jìn)行M次迭代之后會(huì)找到局部最優(yōu)布局；

第二，如果步驟一獲得的局部最優(yōu)布局的結(jié)果好于當(dāng)前最優(yōu)布局，則替換當(dāng)前最優(yōu)布局為該局部最優(yōu)布局，當(dāng)前最優(yōu)布局為到目前為止找到的結(jié)果最好的布局；

進(jìn)一步，在第十步中，并行布線迭代的具體方法為：

(一)，每個(gè)線程Thd[i]按序從任務(wù)集SigSet[i]中取一個(gè)信號(hào)j進(jìn)行拆線，即如果信號(hào)j已布線，則清空信號(hào)j在布線資源圖RG上的布線路徑，并對(duì)信號(hào)j的布線路徑經(jīng)歷的布線資源節(jié)點(diǎn)的占有度減1，P個(gè)線程互斥執(zhí)行此步驟，i∈{1,2,…,P}；

(二)，將信號(hào)j的源節(jié)點(diǎn)src加入到布線樹(shù)RT[j],布線樹(shù)RT[j]用來(lái)以樹(shù)形結(jié)構(gòu)保存信號(hào)j的源節(jié)點(diǎn)src到多個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的布線路徑；

(三)，對(duì)信號(hào)j的每一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink用A*尋路算法在布線資源圖RG上尋找一條從布線樹(shù)RT[j]中節(jié)點(diǎn)到該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的花費(fèi)最低的路徑進(jìn)行布線，并保存布線路徑：

清空優(yōu)先隊(duì)列PQ，并將布線樹(shù)RT[j]中每個(gè)布線資源節(jié)點(diǎn)x的路徑成本PathCost(x)置為Crit(src,sink)×delay(x)，加入到優(yōu)先隊(duì)列PQ中，優(yōu)先隊(duì)列PQ用來(lái)按總成本TotalCost(x)從小到大排序來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前搜索到的布線資源節(jié)點(diǎn)，TotalCost(x)定義為：

TotalCost(x)＝PathCost(x)+α·ExpectedCost(x,sink)，

其中ExpectedCost(x,sink)代表從當(dāng)前布線資源節(jié)點(diǎn)x到目標(biāo)端點(diǎn)sink的期望成本估計(jì)值，α為啟發(fā)式參數(shù)，α取值范圍為1.0至1.4，路徑成本PathCost(x)表示從源節(jié)點(diǎn)src到當(dāng)前搜索到的節(jié)點(diǎn)x的路徑上的每一個(gè)布線資源節(jié)點(diǎn)n的布線成本Cost(n)之和，Cost(n)表示布線資源節(jié)點(diǎn)n的布線成本：

Cost(n)＝Crit(src,sink)×delay(n)+[1-Crit(src,sink)]×b(n)×p(n)×h(n)，

其中Crit(src,sink)表示時(shí)序分析后信號(hào)j從源節(jié)點(diǎn)src到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的邊的關(guān)鍵度，delay(n)表示節(jié)點(diǎn)n的時(shí)序項(xiàng)，b(n)表示節(jié)點(diǎn)n的基本花費(fèi)，p(n)表示節(jié)點(diǎn)n當(dāng)前占有度，h(n)表示節(jié)點(diǎn)n的歷史占有度；

取信號(hào)j尚未布線的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)中關(guān)鍵度Crit(src,sink)最大的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink，如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink是優(yōu)先隊(duì)列PQ中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，則表示源節(jié)點(diǎn)src到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的最佳路徑已找到，否則轉(zhuǎn)從優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PQ中取出隊(duì)首布線資源節(jié)點(diǎn)y，對(duì)與y相連的布線資源節(jié)點(diǎn)z計(jì)算總成本TotalCost(z)，并將z按TotalCost(z)加入到優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PQ中，重復(fù)執(zhí)行直到找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的路徑；

(四)，對(duì)該路徑經(jīng)歷的布線資源節(jié)點(diǎn)的占有度加1，P個(gè)線程互斥執(zhí)行此步驟；

(五)，將該路徑加入到布線樹(shù)RT[j]，如果信號(hào)j還有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink，則轉(zhuǎn)步驟步驟(三)，對(duì)信號(hào)j下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink尋路，否則，執(zhí)行步驟(六)；

(六)，如果任務(wù)集SigSet[i]中所有信號(hào)都完成了步驟一至步驟五過(guò)程，則轉(zhuǎn)第十一步，否則，繼續(xù)布線下一個(gè)信號(hào)。

本發(fā)明提供的Elf3D跨平臺(tái)引擎前端達(dá)到次時(shí)代畫(huà)面效果，在性能與伸縮性方面都具有良好的品質(zhì)，跨平臺(tái)解決方案工具化，保證美術(shù)流程的統(tǒng)一。

本發(fā)明提供的布局布線的方法，將應(yīng)用于傳統(tǒng)集成電路布局的超快速模擬重復(fù)退火VFSR算法的退火函數(shù)應(yīng)用于Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)布局的溫度更新，采用了重復(fù)退火過(guò)程以反復(fù)尋找更好的解，實(shí)現(xiàn)了對(duì)布局過(guò)程的加速；采用多線程方法對(duì)現(xiàn)有的基于擁擠協(xié)商PathFinder算法的布線方法進(jìn)行并行化改進(jìn)。本發(fā)明提供的布局布線的方法使得最終電路的時(shí)延和線長(zhǎng)兩個(gè)重要性能指標(biāo)基本不變的情況下，布局布線速度有了顯著加快。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作方便，較好的解決了現(xiàn)有Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)的布局、布線過(guò)程中CPU消耗時(shí)間長(zhǎng)，效率低的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的工具鏈?zhǔn)疽鈭D。

圖中：1、跨平臺(tái)多光源延遲渲染系統(tǒng)；2、多線程渲染框架；3、多種主流VR平臺(tái)；4、資源瀏覽器；5、真實(shí)游戲畫(huà)面編輯器；6、平臺(tái)模擬器；7、材質(zhì)編輯器；8、模型編輯器；9、粒子編輯器；10、FBX格式導(dǎo)入器；11、地形編輯器；12、動(dòng)畫(huà)曲線編輯器；13、聲音編輯器；14、光照烘培器；15、帖圖編輯器；16、資源發(fā)布器。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)包括：

高效的跨平臺(tái)多光源延遲渲染系統(tǒng)1：

延遲渲染通過(guò)先渲染GBuffer(包含多張基礎(chǔ)材質(zhì)信息的場(chǎng)景渲染結(jié)果)，在混合GBuffer進(jìn)行光照計(jì)算，輸出最終渲染結(jié)果的方式，使場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)光的數(shù)量不再受限制，提升了多光源實(shí)時(shí)渲染的效率，將計(jì)算復(fù)雜度從O(n2)降為O(n)

多線程渲染框架2：

采用多線程渲染框架，能夠保證GPU的效率得到最大的利用，同時(shí)解放CPU的計(jì)算能力，用于更為復(fù)雜的傳統(tǒng)計(jì)算，例如，物理碰撞，粒子模擬等。多線程渲染框架能最大化的利用硬件并行化計(jì)算的能力，尤其是GPU的效率。多線程渲染框架，能夠從根本上解決CPU和GPU的耦合度的問(wèn)題，提升整體引擎效率。

多種主流VR平臺(tái)3：

VR是手機(jī)平臺(tái)后的有一個(gè)巨大的計(jì)算平臺(tái)，Elf3D引擎支持多種主流VR設(shè)備，無(wú)需在傳統(tǒng)項(xiàng)目上進(jìn)行二次技術(shù)開(kāi)發(fā)，支持輸出程序運(yùn)行時(shí)到VR設(shè)備。

Elf3D引擎提供成熟的VR運(yùn)行時(shí)，同時(shí)使用工具鏈的支持，將原有項(xiàng)目的內(nèi)容，移植輸出到VR平臺(tái)上，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)布局布線的方法具體步驟為：

第一步，將電路中每一個(gè)可配置邏輯單元CLB、I/O單元、異構(gòu)模塊等單元隨機(jī)地放置到Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)硬件內(nèi)部物理位置，得到一個(gè)初始布局；

第二步，計(jì)算初始溫度T₀；

第三步，布局迭代；

第四步，局部?jī)?yōu)化布局；

第五步，如果累計(jì)第三步中對(duì)步驟一至步驟三過(guò)程迭代總次數(shù)超過(guò)TAS，則輸出當(dāng)前最優(yōu)布局并轉(zhuǎn)第六步進(jìn)行布線；否則令當(dāng)前溫度T為前一次執(zhí)行第三步過(guò)程中新布局的接受率第一次低于44％時(shí)的溫度，轉(zhuǎn)第三步開(kāi)始重復(fù)退火；

第六步，布線初始化；

第七步，為每個(gè)線程劃分任務(wù)集，假設(shè)處理器個(gè)數(shù)為P，則創(chuàng)建P個(gè)線程，并且為每個(gè)線程Thd[i]創(chuàng)建任務(wù)集SigSet[i]，i∈{1,2,…,P}；將布線資源圖RG劃分為P個(gè)大小相等的不交叉區(qū)域，對(duì)于每個(gè)信號(hào)，如果落入?yún)^(qū)域i的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink個(gè)數(shù)越多，就將分給區(qū)域i對(duì)應(yīng)的任務(wù)集SigSet[i]，i∈{1,2,…,P}，并保證每個(gè)任務(wù)集內(nèi)的sink總數(shù)一樣多；

第八步，對(duì)每個(gè)線程任務(wù)集SigSet[i]中所有信號(hào)按照sink個(gè)數(shù)從多到少排列；

第九步，啟動(dòng)P個(gè)線程，P個(gè)線程并行執(zhí)行第十步；

第十步，并行布線迭代；

第十一步，同步P個(gè)線程，即等待每個(gè)線程都執(zhí)行完第十步；由主線程檢查整個(gè)電路的布線是否合法，如果布線合法，即沒(méi)有重復(fù)被占用的布線資源節(jié)點(diǎn)，則轉(zhuǎn)第十四步；否則，對(duì)所有重復(fù)被占用的布線資源節(jié)點(diǎn)的歷史占用度加1，并且加大擁擠懲罰度，進(jìn)行時(shí)序分析，轉(zhuǎn)第十二步；第十二步，主線程重新布線擁擠的信號(hào)；

第十三步，檢查整個(gè)電路的布線是否合法，如果布線合法，則轉(zhuǎn)第十四步；否則如果布線迭代次數(shù)不超過(guò)指定值Max，則進(jìn)行時(shí)序分析并轉(zhuǎn)第十步執(zhí)行下一次布線迭代，否則轉(zhuǎn)第十四步；

第十四步，將其余P-1個(gè)線程合并到主線程，輸出布線結(jié)果并退出布線。

進(jìn)一步，在第三步中，布局迭代具體步驟為：

步驟一，在當(dāng)前布局上，通過(guò)隨機(jī)地選擇一對(duì)可配置邏輯單元CLB、I/O單元、異構(gòu)模塊等單元交換位置，或者選擇一個(gè)可配置邏輯單元CLB、I/O單元、異構(gòu)模塊等單元與一個(gè)空白位置進(jìn)行交換，得到一個(gè)新的布局，得到一個(gè)新布局，并計(jì)算新布局的花費(fèi)Cost：

其中Cost'表示當(dāng)前布局花費(fèi)，初始布局時(shí)Cost'＝1.0，tc、tc'、bc、bc'均為實(shí)數(shù)，tc和bc分別表示新布局的時(shí)序量和擁擠量，tc'和bc'分別表示當(dāng)前布局的時(shí)序量和擁擠量，λ表示時(shí)序量的權(quán)重，1-λ表示擁擠量的權(quán)重，λ＝0.5；

步驟二，根據(jù)當(dāng)前溫度T，用新布局的花費(fèi)Cost與當(dāng)前布局的花費(fèi)Cost'之差ΔC判斷是否接受新布局：若ΔC＜0，則接受新布局為當(dāng)前布局，否則，設(shè)u為區(qū)間[0,1]內(nèi)的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果u<exp(-ΔC/T)，則接受新布局為當(dāng)前布局；

步驟三，用VFSR退火函數(shù)更新當(dāng)前溫度T：

T＝T₀exp(-ck)，

k為接受新布局的總次數(shù)，c為實(shí)數(shù)常量，c＝-log(TRS)×exp(-log(TAS))；

TRS為退火尺度系數(shù)，TRS＝10-⁹，TAS為最大退火迭代次數(shù)，TAS計(jì)算方法為：

TAS＝log_0.8(0.05×H/T₀)×M，

其中H為電路中的信號(hào)個(gè)數(shù)，M為馬可夫鏈長(zhǎng)度，M＝10·N^1.33；

步驟四，對(duì)步驟一至三過(guò)程進(jìn)行M次迭代；

步驟五，如果T＜0.05×Cost/H，則執(zhí)行步驟四，否則轉(zhuǎn)步驟一繼續(xù)執(zhí)行。

進(jìn)一步，在第四步中，局部?jī)?yōu)化布局的具體方法為：

第一，令當(dāng)前溫度T＝0，對(duì)第三步的步驟一至步驟二過(guò)程進(jìn)行M次迭代，由于當(dāng)前溫度T為0的情況下，只接受結(jié)果比當(dāng)前布局好的新布局，所以進(jìn)行M次迭代之后會(huì)找到局部最優(yōu)布局；

第二，如果步驟一獲得的局部最優(yōu)布局的結(jié)果好于當(dāng)前最優(yōu)布局，則替換當(dāng)前最優(yōu)布局為該局部最優(yōu)布局，當(dāng)前最優(yōu)布局為到目前為止找到的結(jié)果最好的布局；

進(jìn)一步，在第十步中，并行布線迭代的具體方法為：

(一)，每個(gè)線程Thd[i]按序從任務(wù)集SigSet[i]中取一個(gè)信號(hào)j進(jìn)行拆線，即如果信號(hào)j已布線，則清空信號(hào)j在布線資源圖RG上的布線路徑，并對(duì)信號(hào)j的布線路徑經(jīng)歷的布線資源節(jié)點(diǎn)的占有度減1，P個(gè)線程互斥執(zhí)行此步驟，i∈{1,2,…,P}；

(二)，將信號(hào)j的源節(jié)點(diǎn)src加入到布線樹(shù)RT[j],布線樹(shù)RT[j]用來(lái)以樹(shù)形結(jié)構(gòu)保存信號(hào)j的源節(jié)點(diǎn)src到多個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的布線路徑；

(三)，對(duì)信號(hào)j的每一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink用A*尋路算法在布線資源圖RG上尋找一條從布線樹(shù)RT[j]中節(jié)點(diǎn)到該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的花費(fèi)最低的路徑進(jìn)行布線，并保存布線路徑：

清空優(yōu)先隊(duì)列PQ，并將布線樹(shù)RT[j]中每個(gè)布線資源節(jié)點(diǎn)x的路徑成本PathCost(x)置為Crit(src,sink)×delay(x)，加入到優(yōu)先隊(duì)列PQ中，優(yōu)先隊(duì)列PQ用來(lái)按總成本TotalCost(x)從小到大排序來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前搜索到的布線資源節(jié)點(diǎn)，TotalCost(x)定義為：

TotalCost(x)＝PathCost(x)+α·ExpectedCost(x,sink)，

其中ExpectedCost(x,sink)代表從當(dāng)前布線資源節(jié)點(diǎn)x到目標(biāo)端點(diǎn)sink的期望成本估計(jì)值，α為啟發(fā)式參數(shù)，α取值范圍為1.0至1.4，路徑成本PathCost(x)表示從源節(jié)點(diǎn)src到當(dāng)前搜索到的節(jié)點(diǎn)x的路徑上的每一個(gè)布線資源節(jié)點(diǎn)n的布線成本Cost(n)之和，Cost(n)表示布線資源節(jié)點(diǎn)n的布線成本：

Cost(n)＝Crit(src,sink)×delay(n)+[1-Crit(src,sink)]×b(n)×p(n)×h(n)，

其中Crit(src,sink)表示時(shí)序分析后信號(hào)j從源節(jié)點(diǎn)src到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的邊的關(guān)鍵度，delay(n)表示節(jié)點(diǎn)n的時(shí)序項(xiàng)，b(n)表示節(jié)點(diǎn)n的基本花費(fèi)，p(n)表示節(jié)點(diǎn)n當(dāng)前占有度，h(n)表示節(jié)點(diǎn)n的歷史占有度；

取信號(hào)j尚未布線的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)中關(guān)鍵度Crit(src,sink)最大的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink，如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink是優(yōu)先隊(duì)列PQ中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，則表示源節(jié)點(diǎn)src到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的最佳路徑已找到，否則轉(zhuǎn)從優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PQ中取出隊(duì)首布線資源節(jié)點(diǎn)y，對(duì)與y相連的布線資源節(jié)點(diǎn)z計(jì)算總成本TotalCost(z)，并將z按TotalCost(z)加入到優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PQ中，重復(fù)執(zhí)行直到找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink的路徑；

(四)，對(duì)該路徑經(jīng)歷的布線資源節(jié)點(diǎn)的占有度加1，P個(gè)線程互斥執(zhí)行此步驟；

(五)，將該路徑加入到布線樹(shù)RT[j]，如果信號(hào)j還有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink，則轉(zhuǎn)步驟步驟(三)，對(duì)信號(hào)j下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)sink尋路，否則，執(zhí)行步驟(六)；

(六)，如果任務(wù)集SigSet[i]中所有信號(hào)都完成了步驟一至步驟五過(guò)程，則轉(zhuǎn)第十一步，否則，繼續(xù)布線下一個(gè)信號(hào)。

本發(fā)明提供的布局布線的方法，將應(yīng)用于傳統(tǒng)集成電路布局的超快速模擬重復(fù)退火VFSR算法的退火函數(shù)應(yīng)用于Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)布局的溫度更新，采用了重復(fù)退火過(guò)程以反復(fù)尋找更好的解，實(shí)現(xiàn)了對(duì)布局過(guò)程的加速；采用多線程方法對(duì)現(xiàn)有的基于擁擠協(xié)商PathFinder算法的布線方法進(jìn)行并行化改進(jìn)。本發(fā)明提供的布局布線的方法使得最終電路的時(shí)延和線長(zhǎng)兩個(gè)重要性能指標(biāo)基本不變的情況下，布局布線速度有了顯著加快。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作方便，較好的解決了現(xiàn)有Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)的布局、布線過(guò)程中CPU消耗時(shí)間長(zhǎng)，效率低的問(wèn)題。

本發(fā)明的布局布線方法與現(xiàn)有VPR6.0布局布線方法的質(zhì)量結(jié)果對(duì)比

從表中可以看出，在耗時(shí)方面本發(fā)明的布局布線方法優(yōu)于現(xiàn)有VPR6.0布局布線方法，平均加速比達(dá)到了2.173，從表2可以看出，在延時(shí)和線長(zhǎng)方面本發(fā)明的布局布線方法和現(xiàn)有VPR6.0布局布線方法基本相當(dāng)，最終總的延時(shí)降低了1.4％，延時(shí)方面的質(zhì)量有所提高，總的線長(zhǎng)增加了1％，線長(zhǎng)方面的質(zhì)量有所下降，實(shí)際應(yīng)用中延時(shí)質(zhì)量比線長(zhǎng)質(zhì)量?jī)?yōu)先級(jí)更高。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的Elf3D跨平臺(tái)引擎系統(tǒng)，包括：

1、支持平臺(tái)：支持Windows XP及以上所有系統(tǒng)。支持DirectX9，DirectX10，DirectX11硬件。具有良好的兼容性和適應(yīng)性保證在各種配置下都能有出色的性能、效果表現(xiàn)；還具有主流瀏覽器支持功能。

2、渲染特性具有：

1)多線程渲染特性：保證游戲在高CPU壓力下，依舊能夠達(dá)到較高的流

暢度。制作團(tuán)隊(duì)可以更加專(zhuān)注于游戲表現(xiàn)力和創(chuàng)造力。

2)64位HDR渲染管線：

64位顏色空間HDR，gamma校驗(yàn)，豐富的后處理特性，保證游戲畫(huà)面真實(shí)性與豐富程度。

3)引擎支持所有現(xiàn)代材質(zhì)算法：

包括逐像素光照，normal map，Blinn-Phong光照模型，支持各向異性金屬光照。

4)多渲染器支持：

包括DirectX9，DirectX11，OpenGL 3.0，OpenGL ES 2.0。

5)自適應(yīng)shader系統(tǒng)，根據(jù)硬件性能自動(dòng)適配合適shader，保證伸縮性。

6)支持大規(guī)模高質(zhì)量實(shí)時(shí)陰影，在室內(nèi)和室外都能有良好表現(xiàn)。

3、動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)具有：

1)多線程驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，支持大規(guī)模人物動(dòng)畫(huà)；

2)使用GPU Quad蒙皮系統(tǒng)，單個(gè)蒙皮支持100根骨頭；

3)蒙皮點(diǎn)支持1～4權(quán)重；

4)動(dòng)作融合與動(dòng)作拼接支持，讓動(dòng)作更加流暢、平滑，節(jié)省美術(shù)人工和游戲資源大?。?/p>

5)自動(dòng)GC系統(tǒng)，針對(duì)大規(guī)模mmo游戲，能夠有更多豐富動(dòng)作。

4、場(chǎng)景管理具有：

1)八叉樹(shù)場(chǎng)景管理，能夠應(yīng)付復(fù)雜的室內(nèi)、室外場(chǎng)景；

2)SSE加速的場(chǎng)景可視性剔除；

3)自適應(yīng)LOD細(xì)節(jié)層級(jí)，支持遠(yuǎn)視距室外開(kāi)闊場(chǎng)景；

4)針對(duì)開(kāi)闊大地形的優(yōu)化。

5、資源管理具有：

1)支持zip，7z壓縮檔案；

2)后臺(tái)流加載技術(shù)；

3)下載與緩存技術(shù)。

6、GUI具有：

1)深度整合Scaleform 4x；

2)支持3D GUI；

3)國(guó)際化支持；

4)高質(zhì)量文字渲染；

5)支持AS2、AS3腳本開(kāi)發(fā)。

7、聲音系統(tǒng)具有：

1)在所有平臺(tái)上都能支持聲音壓縮文件；

2)針對(duì)OGG壓縮流播放進(jìn)行了優(yōu)化處理，保證運(yùn)行時(shí)內(nèi)存空間效率；

3)支持多聲道3D音效；

4)提供各種音效參數(shù)調(diào)節(jié)。

8、特效及粒子具有：

1)豐富的粒子系統(tǒng)能夠提供武器、環(huán)境、爆炸、技能效果更佳真實(shí)的表現(xiàn)；

2)深度整合的粒子編輯器；

3)支持片面、閃電光束、模型、條帶等多種；

4)支持多種材質(zhì)系統(tǒng)，可以使用扭曲效果、序列圖、UV動(dòng)畫(huà)等效果；

5)曲線驅(qū)動(dòng)參數(shù)，美術(shù)更容易控制細(xì)節(jié)表現(xiàn)力。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的工具鏈中各編輯器具體有：

資源瀏覽器4，可視化管理項(xiàng)目資源，支持拖拽操作，能夠支持從小項(xiàng)目到AAA大型項(xiàng)目管理；

真實(shí)游戲畫(huà)面編輯器5，“即見(jiàn)即所玩”編輯器，實(shí)時(shí)編輯和查看實(shí)際游戲畫(huà)面；

平臺(tái)模擬器6，在Windows上可以直接查看iOS，Android上實(shí)際游戲畫(huà)面；

材質(zhì)編輯器7，使用美術(shù)熟悉的3ds max材質(zhì)編輯器風(fēng)格，提供豐富的可調(diào)屬性；

模型編輯器8，檢查模型分組，指定材質(zhì)，觀察相關(guān)物理屬性，支持自動(dòng)LOD和UV生成；

粒子編輯器9，提供豐富的發(fā)射器，修改器組件，可調(diào)參數(shù)列表，性能評(píng)估；

FBX格式導(dǎo)入器10，支持所有主流3D美術(shù)制作軟件，支持靜態(tài)模型，組合模型，剛體動(dòng)畫(huà)，蒙皮動(dòng)畫(huà)，內(nèi)建材質(zhì)、帖圖導(dǎo)入；

地形編輯器11，支持最大8層單獨(dú)材質(zhì)，每層材質(zhì)可具有單獨(dú)的材質(zhì)參數(shù)；

動(dòng)畫(huà)曲線編輯器12，美術(shù)在場(chǎng)景中對(duì)任意材質(zhì)動(dòng)畫(huà)、任意燈光參數(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)編輯，設(shè)置播放速度、循環(huán)屬性等操作；

聲音編輯器13，實(shí)時(shí)編輯、測(cè)試場(chǎng)景音效環(huán)境；

光照烘培器14，支持高細(xì)節(jié)全局光照和陰影，與編輯器深度整合，實(shí)時(shí)查看烘焙結(jié)果，一鍵烘焙，無(wú)需美術(shù)重復(fù)調(diào)節(jié)關(guān)卡；

帖圖編輯器15，貼圖查看，格式壓縮設(shè)置，跨平臺(tái)資源壓縮設(shè)置；

資源發(fā)布器16，支持跨平臺(tái)資源優(yōu)化，自動(dòng)記錄用戶(hù)設(shè)置，轉(zhuǎn)換資源到適應(yīng)目標(biāo)平臺(tái)的最優(yōu)格式，支持帖圖自動(dòng)縮放、格式轉(zhuǎn)換、shader和材質(zhì)自適應(yīng)，一鍵部署。

本發(fā)明提供的Elf3D跨平臺(tái)引擎前端達(dá)到次時(shí)代畫(huà)面效果，在性能與伸縮性方面都具有良好的品質(zhì)，跨平臺(tái)解決方案工具化，保證美術(shù)流程的統(tǒng)一。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。