學(xué)習(xí)VivadoHLS第4章-例程中文版

1、學(xué)習(xí)Vivado第4章lab1接口綜合概述接口綜合是將RTL接口添加到C設(shè)計(jì)的過(guò)程。另外還把物理接口添加到RTL設(shè)計(jì)中，接口綜合包括了相關(guān)聯(lián)的I/O協(xié)議，容許數(shù)據(jù)通過(guò)接口傳輸并自動(dòng)與內(nèi)部?jī)?yōu)化的邏輯同步。本教程由4實(shí)驗(yàn)練習(xí)組成涵蓋的主要功能和接口綜合。Lab1: 查看函數(shù)的返回和塊級(jí)協(xié)議Lab2: 理解默認(rèn)端口的I/O協(xié)議，并學(xué)會(huì)怎么選擇I/O協(xié)議Lab3: 查看一下數(shù)組端口實(shí)現(xiàn)，可以進(jìn)行分區(qū)。Lab4: 為設(shè)計(jì)創(chuàng)建一個(gè)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)并添加AXI4接口教程設(shè)計(jì)描述從xilinx網(wǎng)站下載教程的設(shè)計(jì)文件，參考信息中獲取教程設(shè)計(jì)。本教程使用教程目錄中的設(shè)計(jì)文件Vivado_HLS_Tutorial Int

2、erface_Synthesis。關(guān)于實(shí)驗(yàn)使用前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室在本教程中的示例的設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，這有助于將焦點(diǎn)保持在接口。最后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)練習(xí)使用多通道累加器。本教程介紹如何實(shí)現(xiàn)采用高層次綜合實(shí)現(xiàn)I/O端口和協(xié)議。在實(shí)驗(yàn)4中，創(chuàng)建一個(gè)在Lab3中使用最優(yōu)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)接口綜合 lab1：塊級(jí)I/O協(xié)議概述這個(gè)實(shí)驗(yàn)解釋了什么是塊級(jí)I/O協(xié)議，并控制它們重點(diǎn)：在本教程中的圖片和命令假定了教程數(shù)據(jù)目錄Vivado_HLS_Tutorial被解壓并放置在c:vivado_HLS_Tutorial如果教程數(shù)據(jù)路徑解壓到不同的位置，或者在linux系統(tǒng)上，調(diào)整路徑名稱指向你選擇放置Vivado_HLS_Tutorial目

3、錄位置。步驟1：創(chuàng)建并打開(kāi)工程1.打開(kāi)Vivado HLS 命令提示符a.在windows系統(tǒng)中，采用Start>All Programs>Xilinx Design Tools>Vivado2014.2>Vivado HLS>Vivado HLS 2014.2 Command Prompt，如下圖b.在linux系統(tǒng)下，打開(kāi)新的shell,2. 用命令提示符窗口，如圖55，把接口綜合教程的路徑變?yōu)閘ab13. 執(zhí)行TCL并建立vivado HLS Project,采用的是vivado_hlsf run_hls.tcl如圖55所示4. 當(dāng)vivado HLS 完成

4、，在用戶界面里打開(kāi)工程。用vivado_hlsp vivado_hlsp adders_prj命令打開(kāi)，如圖56步驟2：創(chuàng)建和查看默認(rèn)的塊級(jí)I/O協(xié)議1 在源文件夾中雙擊adders.c，打開(kāi)源代碼，并查看如圖57這個(gè)例子用了一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，把焦點(diǎn)集中在I/O實(shí)現(xiàn)上（在設(shè)計(jì)中沒(méi)有邏輯）這段代碼的重要點(diǎn)如下：編譯格式的指令被添加到源代碼中，為了防止任何I/O協(xié)議被綜合成為一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（inA，inB，和inC），I / O端口的協(xié)議將在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)練習(xí)中復(fù)習(xí)。這個(gè)函數(shù)返回一個(gè)值并且從這個(gè)函數(shù)中只有唯一的輸出。正如在后面的練習(xí)，不是所有的函數(shù)都返回一個(gè)值。在本實(shí)驗(yàn)練習(xí)中討論該函數(shù)返回創(chuàng)建的端口。2

5、 用工具欄中的按鈕執(zhí)行Run C Synthesis命令，或Solution菜單當(dāng)綜合完成，綜合報(bào)告會(huì)自動(dòng)打開(kāi)3 查看RTL接口，滾動(dòng)到綜合報(bào)告摘要的結(jié)尾處。接口摘要和Outline選項(xiàng)卡如圖58有三種類型的端口可以查看設(shè)計(jì)完成花費(fèi)超過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期，因此時(shí)鐘和復(fù)位已經(jīng)添加到設(shè)計(jì)中：ap_clk和ap_rst.這兩個(gè)信號(hào)都是一位輸入。塊級(jí)I/O協(xié)議為了控制RTL設(shè)計(jì)已經(jīng)添加端口：ap_start,ap_done,ap_idle和ap_ready。這些端口隨后會(huì)被詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)還有4個(gè)數(shù)據(jù)端口輸入端口In1,In2和In3，都是32位輸入，和指定I/O協(xié)議的ap_done（如在圖58中指定的指令）該

6、設(shè)計(jì)還具有對(duì)函數(shù)返回一個(gè)32位的輸出端口，ap_return。塊級(jí)I / O協(xié)議允許通過(guò)附加的端口、獨(dú)立數(shù)據(jù)I / O端口對(duì)RTL設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。但此I / O協(xié)議是與函數(shù)本身相關(guān)聯(lián)，不與任何數(shù)據(jù)端口相關(guān)聯(lián)。默認(rèn)的塊級(jí)I/O協(xié)議被稱為ap_ctrl_hs。圖58顯示了這個(gè)協(xié)議是與函數(shù)的返回值相關(guān)聯(lián)（即 使函數(shù)中的代碼沒(méi)有指定返回值這也可以）表1概括了用于塊級(jí)I / O協(xié)議ap_ctrl_hs的信號(hào)的行為。注：解釋一下使用術(shù)語(yǔ)“交易”。在高層次綜合的情況下，一個(gè)事務(wù)是相當(dāng)于一個(gè)執(zhí)行C函數(shù)（或在綜合RTL設(shè)計(jì)中的等效操作）應(yīng)用 描述 ap_start該信號(hào)控制模塊執(zhí)行，邏輯為1時(shí)設(shè)計(jì)開(kāi)始運(yùn)行。 它應(yīng)

7、保持邏輯1直到相應(yīng)的輸出握手ap_ready被置位。當(dāng)ap_ready變高時(shí)，決定了是否繼續(xù)保持ap_start置位并執(zhí)行其他事物或設(shè)置ap_start為邏輯0，當(dāng)前事務(wù)的結(jié)束時(shí)允許設(shè)計(jì)暫停，。 如果在ap_ready為邏輯1 之前ap_start被置為低，設(shè)計(jì)有可能沒(méi)有把所有輸入端口讀完，并可能拖延下一個(gè)輸入讀取操作。 ap_ready這個(gè)輸出信號(hào)表明設(shè)計(jì)已經(jīng)準(zhǔn)備好接受新數(shù)據(jù) 當(dāng)準(zhǔn)備好接受新的輸入時(shí)，ap_ready信號(hào)設(shè)置為邏輯1。表明所有為這次事物的輸入讀已經(jīng)完成。 如果設(shè)計(jì)不是流水線操作，直到下一次事物才開(kāi)始執(zhí)行新的讀。 這個(gè)信號(hào)是用來(lái)決定何時(shí)在端口上用新的值，決定是否用一個(gè)ap_st

8、art輸入信號(hào)來(lái)啟動(dòng)一個(gè)新的事務(wù)。 如果ap_start信號(hào)沒(méi)有被設(shè)置為高，當(dāng)設(shè)計(jì)在當(dāng)前事務(wù)完成中所有的操作，這個(gè)信號(hào)變?yōu)榈碗娖健?ap_done這個(gè)信號(hào)表明設(shè)計(jì)在當(dāng)前的事務(wù)中完成所有的操作。輸出邏輯1表明設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了這個(gè)事務(wù)的所有操作。因?yàn)樵谑聞?wù)結(jié)束時(shí)，該信號(hào)為邏輯1還表示ap_return端口上的數(shù)據(jù)是有效的。 不是所有的函數(shù)都有函數(shù)返回值，因此并非所有的RTL設(shè)計(jì)都有一個(gè)ap_return端口 ap_idle這個(gè)信號(hào)表示設(shè)計(jì)正在操作或閑置狀態(tài)（無(wú)操作）。 輸出端口上用邏輯1表明是空閑狀態(tài)。一旦設(shè)計(jì)開(kāi)始運(yùn)行，該信號(hào)為低電平。 該信號(hào)為高電平時(shí)，設(shè)計(jì)完成操作，未進(jìn)行任何進(jìn)一步的操作。 您可

9、以通過(guò)查看由RTL協(xié)同仿真生成的跟蹤文件，觀察這些信號(hào)的行為。這是在教程的RTL驗(yàn)證所討論的，但圖59示出了用于當(dāng)前合成的結(jié)果的波形。圖59的波形圖，表現(xiàn)了塊級(jí)I/O信號(hào)的行為設(shè)計(jì)直到ap_start設(shè)置為邏輯1才開(kāi)始啟動(dòng)。通過(guò)設(shè)置端口ap_idle為低，表明設(shè)計(jì)不再空閑展示了五個(gè)事務(wù)，首先3個(gè)輸入值（10，20，和30）被各自用在端口in1,in2和in3.輸出信號(hào)ap_ready變?yōu)楦弑砻髟O(shè)計(jì)準(zhǔn)備好在下個(gè)時(shí)鐘下接受新輸入。輸出信號(hào)ap_done表明設(shè)計(jì)結(jié)束，輸出端口ap_return的值是有效(首先輸出值 60，是三個(gè)輸入的和)因?yàn)閍p_start保持高電平，下一次事務(wù)開(kāi)始于下一個(gè)時(shí)鐘周期

10、。注意：在RTL的協(xié)同仿真，所有的設(shè)計(jì)和端口輸入控制信號(hào)始終處于啟用狀態(tài)。例如，在圖59的信號(hào)ap_start始終是高的。在第二個(gè)事務(wù)，觀察ap_return端口，在這個(gè)端口上第一個(gè)輸出的值是70，直到ap_done信號(hào)為高電平這個(gè)結(jié)果才有效。步驟3：改變塊級(jí)I/O協(xié)議默認(rèn)的塊級(jí)I/O協(xié)議是ap_ctrl_hs協(xié)議（控制握手協(xié)議），在這一步中，您可以創(chuàng)建新的解決方案和改變這個(gè)協(xié)議。1. 從工具欄或者工程菜單選擇新解決方案(New Solution)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的解決方案。2. 保持所有新解決方案對(duì)話框所有設(shè)定，這些設(shè)定都是默認(rèn)的，點(diǎn)擊完成3. 在信息窗口中選擇C源代碼標(biāo)簽（或如果C源代碼關(guān)閉重

11、新打開(kāi)）4. 激活指令選項(xiàng)卡(Directives tab)，選擇頂層函數(shù)，如圖60所示因?yàn)閴K級(jí)I/O協(xié)議與函數(shù)相關(guān)聯(lián)，您必須通過(guò)選定頂層函數(shù)來(lái)指定他們。5. 在指令選項(xiàng)卡中，鼠標(biāo)移到頂層函數(shù)adders上，右鍵單擊，然后選擇插入指令I(lǐng)nsert Directives。打開(kāi)指令編輯器對(duì)話框。圖61展示的對(duì)話框，對(duì)話框中的下拉菜單為了激活接口模式。下來(lái)菜單為塊級(jí)接口協(xié)議展示了三種選擇· ap_ctrl_none: 沒(méi)有塊級(jí)I/O控制協(xié)議· ap_ctrl_hs: 塊級(jí)I/O控制握手協(xié)議，我們已經(jīng)采用的· ap_ctrl_chain: 塊級(jí)I/O協(xié)議的控制鏈。這個(gè)I/

12、O協(xié)議主要是用于把流水線塊鏈接在一起。塊級(jí)I/O協(xié)議ap_ctrl_chain不包含在這個(gè)教程中。這個(gè)協(xié)議與ap_ctrl_hs協(xié)議類似，但增加了額外的輸入信 號(hào)，ap_continue，它必須為高，當(dāng)ap_done為了繼續(xù)下次事務(wù)被置位時(shí)。這允許下游模塊在系統(tǒng)上施加回壓，并進(jìn)一步停止處理，這是不能接受 新的數(shù)據(jù)。6. 在Directives Editor對(duì)話框中的DestinationEditor部分中，選擇Source File默認(rèn)情況下，指令被放置在directives.tcl文件。在這個(gè)例子中，該指令被放置在現(xiàn)有的I / O指令的源文件中。7. 從下拉菜單中選擇ap_ctrl_none

13、8. 點(diǎn)擊OK源文件現(xiàn)在有新的指令，在源文件代碼和指令選項(xiàng)卡中都是高亮的。如圖62新指令表示與函數(shù)參數(shù)/接口相關(guān)聯(lián)被稱為返回。所有接口指令與函數(shù)參數(shù)相連接。對(duì)于塊級(jí)I/O協(xié)議，返回參數(shù)被用于具體的塊級(jí)接口。如果函數(shù)在源代碼里沒(méi)有返回參數(shù)也是可能的。Figure 62: Block-Level Interface Directive ap_ctrl_none在工具欄里點(diǎn)擊Run C Synthesis按鈕，或者用菜單Solution>Run C Synthesis來(lái)綜合設(shè)計(jì)。在源文件中添加的指令改變的源文件。圖62所示源文件名為*adders.c。這個(gè)標(biāo)記表明文件已經(jīng)更改，但沒(méi)有保存。10

14、. 點(diǎn)擊YES 來(lái)接受對(duì)源文件的更改。當(dāng)報(bào)告打開(kāi)時(shí)，接口概述出現(xiàn)，如圖63Figure 63: Interface summary for ap_ctrl_none當(dāng)接口協(xié)議ap_ctrl_none被采用時(shí)，沒(méi)有塊級(jí)接口協(xié)議被添加到設(shè)計(jì)中。僅有諸如clock、reset和data端口。注意，也沒(méi)有ap_done信號(hào)，consumer模塊接收來(lái)自ap_return的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)有效時(shí)，ap_return端口現(xiàn)在不能表明另外，RTL協(xié)同仿真的功能需要一個(gè)塊級(jí)I/O協(xié)議，為了自動(dòng)協(xié)同仿真安排測(cè)試平臺(tái)和RTL設(shè)計(jì)。任何試圖用RTL協(xié)同仿真的結(jié)果在下面的錯(cuò)誤信息中，停止RTL協(xié)同仿真（理解上有誤差）E

15、SIM-345 Cosim only supports the following 'ap_ctrl_none' designs: (1) combinational designs; (2) pipelined design with task interval of 1; (3) designs with array streaming or hls_stream ports.E SIM-4 * C/RTL co-simulation finished: FAIL *退出vivado HLS GUI返回命令提示框?qū)W習(xí)Vivado第4章lab2接口I/O協(xié)議概述這個(gè)實(shí)驗(yàn)解釋了

16、怎么指定具體的端口I/O協(xié)議。1. 在lab1中用Vivado HLS命令提示符，更改為lab2目錄，如圖642. 鍵入vivado_hls -f run_hls.tcl來(lái)創(chuàng)建新的Vivado HLS工程Figure 64: Setup for Interface Synthesis Lab 23. 鍵入vivado_hls -p adders_io_prj 來(lái)打開(kāi)vivado HLS 用戶界面工程4. 打開(kāi)源代碼如圖65Figure 65: C Code for Interface Synthesis Lab 2 本練習(xí)的源代碼是與lab1類似。出于同樣的原因使用簡(jiǎn)單的代碼，它有助于聚焦在接

17、口的行為，而不是核心邏輯。這一次，代碼沒(méi)有一個(gè)函數(shù)的返回，取代函數(shù)輸出的是通過(guò)指針參數(shù)* in_out1輸出。這也提供了機(jī)會(huì)，探索雙向（輸入輸出）端口的接口選項(xiàng)。 I / O協(xié)議的類型，你可以通過(guò)接口綜合添加到C函數(shù)的參數(shù)取決于參數(shù)類型。這些選項(xiàng)在Vivado高層次綜合用戶指南（UG902）有完整描述。在本實(shí)施例中的指針參數(shù)既是輸入和輸出的功能。在RTL設(shè)計(jì)中，該參數(shù)被實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)的輸入和輸出端口。對(duì)于圖65所示的代碼，每個(gè)函數(shù)參數(shù)可能的選項(xiàng)在下表中被描述函數(shù)參數(shù) I/O協(xié)議選擇 In1 和 In2按值傳遞的參數(shù)都可以用下面的I / O協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn) Ap_none:沒(méi)有I/O協(xié)議，這個(gè)是默認(rèn)的輸入

18、 Ap_stable:無(wú)I/O協(xié)議 Ap_ack：實(shí)現(xiàn)與相關(guān)的輸出端口確認(rèn) Ap_val：實(shí)現(xiàn)與相關(guān)的輸入有效端口 Ap_hs:實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)輸入有效和輸出端口確認(rèn)。 In_out1按引用傳遞的輸出可以用下面的I/O協(xié)議實(shí)現(xiàn) Ap_none:沒(méi)有I/O協(xié)議，這個(gè)是默認(rèn)的輸入 Ap_stable:無(wú)I/O協(xié)議 Ap_ack：實(shí)現(xiàn)與相關(guān)的輸出端口確認(rèn) Ap_val：實(shí)現(xiàn)與相關(guān)輸出的有效端口，這個(gè)是默認(rèn)的輸出 ap_ovld:實(shí)現(xiàn)與相關(guān)輸出有效端口,(任何INOUT端口的輸入部分沒(méi)有有效的端口) ap_hs:實(shí)現(xiàn)所有輸入有效端口和輸出響應(yīng)端口 ap_fifo：FIFO接口與相關(guān)輸出寫(xiě)入，輸入FIFO滿端

19、口 ap_bus:Vivado HLS總線接口協(xié)議 在實(shí)驗(yàn)1中應(yīng)用的端口指令實(shí)際上不是必需的，因?yàn)锳P_NONE是使用這些C參數(shù)的默認(rèn)I/ O協(xié)議。在這個(gè)練習(xí)中給出了指令，以避免處理任何默認(rèn)或不是默認(rèn)的I / O端口協(xié)議的行為。 在本練習(xí)中，您將實(shí)現(xiàn)一系列的I / O協(xié)議。步驟2：端口具體的I/O協(xié)議1. 保證能在信息窗口中看見(jiàn)C源代碼2. 激活指令選項(xiàng)卡（Directives tab）并選擇輸入?yún)?shù)in1（input argument in1），如圖66Figure 66: Adding Port I/O Protocols3. 右擊并選擇插入指令（Insert Directives）4.

20、當(dāng)指令編輯窗口打開(kāi)，使指令下來(lái)框?yàn)镮NTERFACEa. 保持目標(biāo)是默認(rèn)值，這次，指令被存儲(chǔ)在directives.tcl文件中。b. 從模式下來(lái)菜單選擇ap_valc. 點(diǎn)擊OK5. 選擇參數(shù) in2 ,添加一個(gè)接口指令指定I/O協(xié)議為ap_ack6. 選擇參數(shù)in_out1并添加一個(gè)接口指令I(lǐng)/0協(xié)議為ap_hs7. 在資源管理器窗口中，擴(kuò)展約束文件夾，并雙擊打開(kāi)directives.tcl文件，如圖67Figure 67: Directives for Lab 28. 綜合設(shè)計(jì)9. 當(dāng)文件打開(kāi)時(shí)，查看接口概述，如圖68Figure 68: Interface summary for La

21、b 2· 設(shè)計(jì)有時(shí)鐘和復(fù)位· 默認(rèn)塊級(jí)I/O協(xié)議信號(hào)是存在的· 端口 in1被以數(shù)據(jù)端口而實(shí)現(xiàn)，并伴隨輸入有效信號(hào)· 數(shù)據(jù)在in1端口上，僅讀。當(dāng)端口in1_ap_vld為有效高· 端口 in2被綜合為數(shù)據(jù)端口，并與輸出響應(yīng)信號(hào)相關(guān)聯(lián)· 當(dāng)端口in2被讀時(shí)，端口 in2_ap_ack將被置高· inout_i定義為inout1參數(shù)的輸入部分，與輸入有效端口inout1_i_ap_val相關(guān)聯(lián)，并且輸出響應(yīng)端口inout1_i_ap_ack· inout1參數(shù)輸出部分定義為inout_o，與輸出有效端口inout1_

22、o_ap_val相關(guān)聯(lián)，并輸入響應(yīng)端口inout1_o_ap_ack.10. 退出vivado HLS GUI 并且返回命令提示口學(xué)習(xí)Vivado第4章lab3實(shí)現(xiàn)數(shù)組的RTL接口概述 這個(gè)練習(xí)說(shuō)明了在函數(shù)中的數(shù)組參數(shù)，你可以實(shí)現(xiàn)不同種類的RTL端口步驟1：創(chuàng)建和打開(kāi)工程 1.在先前的lab中用Vivado HLS命令提示符，更改為lab3目錄2.鍵入vivado_hls -f run_hls.tcl來(lái)創(chuàng)建新的Vivado HLS工程3.鍵入vivado_hls p array_io_prj 來(lái)打開(kāi)vivado HLS 用戶界面工程4.打開(kāi)源代碼如圖69此設(shè)計(jì)具有一個(gè)輸入數(shù)組和一個(gè)輸出數(shù)組。在

23、C源代碼中的注釋說(shuō)明了輸入數(shù)組中的數(shù)據(jù)是如何有序作為一個(gè)通道和通道是怎么被計(jì)算的。理解設(shè)計(jì)，您還可以查看試驗(yàn)平臺(tái)和文件result.golden.dat的輸入和輸出數(shù)據(jù)。Figure 69: C Code for Interface Synthesis Lab 3步驟2：綜合函數(shù)參數(shù)數(shù)組為RAM端口 在這一步中，查看數(shù)組端口是怎么綜合成RAM端口的。1綜合設(shè)計(jì)，當(dāng)報(bào)告打開(kāi)時(shí)查看接口簡(jiǎn)介。接口簡(jiǎn)介表明了在C 源代碼中的數(shù)組參數(shù)是怎么綜合成默認(rèn)的RAM端口的。設(shè)計(jì)有時(shí)鐘，復(fù)位和默認(rèn)的塊級(jí)I/O協(xié)議ap_ctrl_hs（注意在報(bào)告中的時(shí)鐘） d_o參數(shù)已經(jīng)綜合成RAM端口(I/O協(xié)議ap_memor

24、y)數(shù)據(jù)端口(d_o_d0)地址端口(d_o_address0)芯片使能控制端口(d_o_ce0)和寫(xiě)使能端口(do_we0) d_i參數(shù)已經(jīng)被綜合成類似RAM接口，但有輸入數(shù)據(jù)端口(d_i_q0)沒(méi)有寫(xiě)使能端口，因?yàn)榻涌趦H讀數(shù)據(jù)。在這兩種情況下，數(shù)據(jù)端寬度是在C源代碼中的數(shù)據(jù)值的寬度（在這種情況下的16位整數(shù)），并且地址端口的寬度已被自動(dòng)調(diào)整大小匹配到的地址必須被存取的次數(shù)（5位的為32個(gè)地址）。把數(shù)組綜合成RAM端口是默認(rèn)的，您可以控制這些端口怎么用一些其他的選擇去實(shí)現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)3中的其余步驟演示這些選項(xiàng)： 采用單端口RAM和雙端口RAM接口 采用FIFO接口 分割成離散的端口步驟3：采用雙

25、端口RAM和FIFO接口 高層次綜合讓你可以指定RAM接口為單端口還是雙端口。如果你不做出這樣的選擇，Vivado HLS 會(huì)自動(dòng)分析設(shè)計(jì)和選擇端口的數(shù)量，以便產(chǎn)生最大的數(shù)據(jù)速率。第二步用的單端口RAM接口，因?yàn)樵谠创a中的for循環(huán)是默認(rèn)的保持不展開(kāi)，該循環(huán)每次迭代依次執(zhí)行： 讀輸入端口 從內(nèi)部RAM中讀累計(jì)的結(jié)果 和累計(jì)并且新數(shù)據(jù)寫(xiě)入到內(nèi)部RAM中 把結(jié)果寫(xiě)到輸出端口 重復(fù)循環(huán)的下一次迭代這確保單一輸入讀和輸出寫(xiě)入以往需要。即使采用多個(gè)輸入和輸出時(shí)，內(nèi)部邏輯可以不采用額外端口。注意：如果你指定了雙端口RAM并且Vivado HLS 能確定必須只能用單端口，會(huì)使用單端口覆蓋雙端口規(guī)范。在這個(gè)

26、設(shè)計(jì)，如果你想用多RTL端口實(shí)現(xiàn)數(shù)組參數(shù)，首先得事情你必須展開(kāi)for循環(huán)，并容許內(nèi)部操作是并行的，否則多端口沒(méi)有好處：沒(méi)有展開(kāi)的for循環(huán)可以確保在每次讀時(shí)有一個(gè)數(shù)據(jù)被讀。1 從工具欄中選擇New Solution或者從工程菜單來(lái)創(chuàng)建新的解決方案2 設(shè)置默認(rèn)，點(diǎn)擊Finish3 保證C源代碼在信息窗口中可見(jiàn)4 在指令選項(xiàng)卡中，選擇for循環(huán)，在for循環(huán)上并右擊打開(kāi)Directives Editor對(duì)話框。a. 在指令編輯對(duì)話框中激活指令下來(lái)菜單在上部并選擇展開(kāi)b. 指令編輯如圖71，點(diǎn)擊OK下次，為輸入讀指定雙端口RAM，資源指令指示RAM連接到接口的類型。5 在指令選項(xiàng)卡中，選擇port

27、d_i并右擊打開(kāi)指令編輯對(duì)話框a. 在指令編輯中在上部激活指令下拉菜單并選擇RESOURCE（in Dirctive）b. 點(diǎn)擊 core options 框并選擇RAM_2P_BRAMc. 確認(rèn)在指令編輯對(duì)話框中的設(shè)定，如圖72，點(diǎn)擊OK使用FIFO接口實(shí)現(xiàn)輸出端口6 在指令選項(xiàng)卡(Directive)中，選擇d_o，并右擊打開(kāi)Directives Editor對(duì)話框a. 在指令編輯對(duì)話框中，保持指令為Interface(接口)b. 從模式下拉菜單中，選擇ap_fifo.c. 點(diǎn)擊OK在Directive 標(biāo)簽展示了指令已經(jīng)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中如圖737 綜合設(shè)計(jì)當(dāng)報(bào)告在信息窗口中打開(kāi)時(shí)，接口摘要如

28、圖74 設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘、復(fù)位、和塊級(jí)I/O端口 數(shù)組參數(shù)d_o已經(jīng)綜合成16位寬數(shù)據(jù)接口的FIFO接口(d_o_din)，并且有相關(guān)聯(lián)的輸出寫(xiě)(d_o_write)和輸入FIFO滿(d_o_full)端口 參數(shù)d_i 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)為雙端口RAM接口根據(jù)使用的雙端口RAM接口，設(shè)計(jì)能接受兩倍于原始設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)的速率。但采用單端口FIFO接口的輸出數(shù)據(jù)速率和先前的一樣。步驟：分區(qū)RAM和FIFO陣列接口 在這步中，您可以學(xué)習(xí)到分區(qū)數(shù)組接口如何劃分為任意接口數(shù)量1. 從工具欄中選擇New Solution或者從工程菜單來(lái)創(chuàng)建新的解決方案2. 設(shè)置默認(rèn)，點(diǎn)擊Finish3. 保證C源代碼在信息窗口中可見(jiàn)

29、4. 在指令標(biāo)簽中，選擇d_o并右擊打開(kāi)Directives Editor對(duì)話框a. 在指令標(biāo)簽對(duì)話框上部激活指令下拉菜單，并選擇ARRAY_PARTITIONb. 點(diǎn)擊類型下拉菜單，并選擇塊，為了將分布式數(shù)組綜合成塊c. 在Factor對(duì)話框中，輸入值d. 指令編輯如圖所示，點(diǎn)擊現(xiàn)在，輸入數(shù)組分為兩大塊（不是個(gè)）在指令標(biāo)簽中，選擇d_i并重復(fù)前面的步驟，但這次分區(qū)端口factor用指令標(biāo)簽展示了現(xiàn)在應(yīng)用在設(shè)計(jì)中的指令綜合設(shè)計(jì)當(dāng)報(bào)告在信息窗口中打開(kāi)，接口摘要如圖顯示 設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘、復(fù)位、和塊級(jí)I/O端口 數(shù)組參數(shù)d_o已經(jīng)綜合成四個(gè)分離的FIFO接口 參數(shù)d_i 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)分離RAM接

30、口，每一個(gè)都是用雙端口，（如果你看到個(gè)分離RAM接口，確認(rèn)分區(qū)因素d_i是2，而不是4）。如果輸入端口d_i被劃分為四個(gè)，僅需要為每個(gè)端口分配單端口RAM接口。因?yàn)檩敵龆丝谥荒芤淮屋敵鏊膫€(gè)值，一次讀個(gè)輸入，沒(méi)有什么好處。在本教程中對(duì)數(shù)組的最后一步是完全分割的陣列。步驟：全分區(qū)數(shù)組接口 這一步向您展示了如何分割數(shù)組接口為單獨(dú)的端口. 從工具欄中選擇New Solution或者從工程菜單來(lái)創(chuàng)建新的解決方案. 設(shè)置默認(rèn)，點(diǎn)擊Finish。包括從solution3拷貝現(xiàn)存的指令. 保證C源代碼在信息窗口中可見(jiàn). 在指令標(biāo)簽中，為d_o選擇已存在的分區(qū)指令. 右擊，并選擇Modify Directive

31、在指令編輯對(duì)話框中a激活Type下拉菜單，改變分區(qū)格式為Completeb. 在因素（Factor）對(duì)話框中，你可以刪除，或保留。這個(gè)因素對(duì)這種分區(qū)類型沒(méi)有作用。c. 指令編輯如圖，點(diǎn)擊在指令標(biāo)簽中，選擇d_i并重復(fù)前面的步驟，完成對(duì)d_i的全分區(qū)或者，您可以刪除d_i指定資源的指令。如果陣列被劃分為單獨(dú)的元素，指定了一個(gè)內(nèi)存資源的資源指令將被忽略。指令標(biāo)簽展示了應(yīng)用在設(shè)計(jì)中的指令綜合設(shè)計(jì)當(dāng)報(bào)告在信息窗口中打開(kāi)，查看接口摘要，注意以下： 設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘、復(fù)位、和塊級(jí)I/O端口 數(shù)組參數(shù)d_o已經(jīng)綜合成個(gè)分離的FIFO接口 用個(gè)分離的表口對(duì)參數(shù)d_i 的已經(jīng)，因?yàn)闉檩斎肽J(rèn)接沒(méi)有I/O協(xié)議。他

32、們有I/O協(xié)議ap_none盡管該教程的焦點(diǎn)在專門(mén)的I/O接口上，在這一點(diǎn)上是值得研究四種解決方案在性能上的差異。10. 從工具欄里選擇比較報(bào)告,或從工程菜單中打開(kāi)方案的比較11在Solution Selection Dialog框中，為四種解決方案中每種添加選擇方案框如圖8112點(diǎn)擊OK打開(kāi)解決方案的比較報(bào)告（圖82），它表明solution4，為每個(gè)陣列元素試用了唯一的端口，比以前的解決方案快得多。內(nèi)部邏輯可以盡可能快的獲得數(shù)據(jù)，只要它需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)。（這里是因?yàn)槎丝诘脑L問(wèn)沒(méi)有性能瓶頸。）鼠標(biāo)滑輪往下滑查看比較報(bào)告（圖83），并注意與更多的I / O端口解決方案（解決方案2，3和4），允許更

33、多的并行處理但也用相當(dāng)多的資源在接下來(lái)的練習(xí)中，用端口和資源之間的最佳平衡，您將實(shí)現(xiàn)同樣的設(shè)計(jì)。除了實(shí)現(xiàn)這個(gè)優(yōu)化，接下來(lái)的練習(xí)中展示了如何把AXI4接口添加到設(shè)計(jì)中。13退出Vivado HLS界面并返回到命令提示符。學(xué)習(xí)Vivado第4章lab4實(shí)現(xiàn)AXI4接口概述這個(gè)練習(xí)說(shuō)明了在I/O端口中指定AXI4總線接口，這個(gè)練習(xí)除了增加AXI4接口外還展示了如何創(chuàng)建一個(gè)用接口和邏輯指令一起優(yōu)化的設(shè)計(jì)。步驟1：創(chuàng)建和打開(kāi)工程1.在先前的lab中用Vivado HLS命令提示符，更改為lab4目錄2.鍵入vivado_hls -f run_hls.tcl來(lái)創(chuàng)建新的Vivado HLS工程3.鍵入viv

34、ado_hls -p axi_interfaces_prj 來(lái)打開(kāi)vivado HLS 用戶界面工程4.打開(kāi)源代碼如圖84此設(shè)計(jì)用的是和Lab3一樣的源代碼，并在設(shè)計(jì)重命名axi_interfaces步驟2：創(chuàng)建采用AXI4 流接口的一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)在這種設(shè)計(jì)最佳性能實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)通道的數(shù)據(jù)將進(jìn)行并行處理，每個(gè)通道以專用硬件實(shí)現(xiàn)。理解的關(guān)鍵是如何最好地執(zhí)行這種優(yōu)化，是要認(rèn)識(shí)到在輸入和輸出數(shù)組中的通道讓他們自己成為循環(huán)分區(qū)。循環(huán)分區(qū)是Vivado HLS用戶指南中有全面的解釋（UG902，但基本上意味著每個(gè)數(shù)組元素，又存儲(chǔ)在不同分區(qū)中。）在本練習(xí)中，您指定的數(shù)組參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)為AXI4流接口。如果該數(shù)組

35、被劃分成多個(gè)通道，你可以通過(guò)在并行設(shè)計(jì)中為每個(gè)端口元素實(shí)現(xiàn)相同的流接口。最后，如果在I / O端口被配置為提供和利用通道數(shù)據(jù)時(shí)，for循環(huán)的局部展開(kāi)可以為每個(gè)通道確保專用硬件處理。首先，分區(qū)陣列：1：保證C源代碼在信息窗口中打開(kāi)2：在指令標(biāo)簽中，選擇d_o并右擊打開(kāi)指令編輯對(duì)話框。a. 選擇上部Directives中的下拉菜單，并選擇ARRAY_PARTITIONb. 點(diǎn)擊Type的下拉菜單，并指定為cyclic分區(qū)c. 在Factor對(duì)話框中，輸入8，創(chuàng)建8個(gè)分區(qū)(這個(gè)結(jié)果在8個(gè)端口中)d. 在指令編輯對(duì)話框中填充如圖85，點(diǎn)擊OK3：在指令標(biāo)簽中，選擇d_o并右擊打開(kāi)Directives

36、Editor對(duì)話框a. 激活上部Directives下拉菜單，選擇INTERFACEb. 點(diǎn)擊Mode下拉菜單，指定axis接口c. 點(diǎn)擊OK4：在指令標(biāo)簽中，選擇d_i并重復(fù)上述步驟2和步驟3。a. 應(yīng)用cyclic分區(qū)并且Factor為8b. 應(yīng)用axis接口5：下一步，對(duì)for循環(huán)進(jìn)行局部展開(kāi)和流水線操作。a. 在指令標(biāo)簽中，選擇For_Loop并且右擊打開(kāi)Directives Editor對(duì)話框b. 激活上部的Directives下拉菜單，選擇UNROLLI 選擇因素8（factor 8）部分展開(kāi)for循環(huán)，這等同于重寫(xiě)C代碼以每一次循環(huán)迭代中執(zhí)行8個(gè)循環(huán)體的復(fù)制（其中，新的循環(huán)僅在總執(zhí)行用于四次迭代，而不是32）。II 點(diǎn)擊OKc. 在指令標(biāo)簽中，選擇For_loop并右擊打開(kāi)Directives Editor對(duì)話框。I 激活上部的Directives下拉菜單，并選擇PIPELINEII 保持間隔空白，讓他默認(rèn)為1III 選擇enable loop rewinding（使能重復(fù)循環(huán)）IV 點(diǎn)擊OK當(dāng)設(shè)計(jì)頂層是循環(huán)，你可以用選擇流水線重復(fù)，這個(gè)通知vivado HLS 在RTL實(shí)現(xiàn)中，這個(gè)循環(huán)連續(xù)運(yùn)行（與功能和功能