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一、HLS介绍
HLS是什么: HLS(High-Level Synthesis)是一种硬件描述语言编程技术,它可以将高级语言(如C/C++)转换为硬件描述语言(如VHDL或Verilog),以便将其用于FPGA(Field-Programmable Gate Array)或ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)的设计中。 HLS技术在FPGA和ASIC的设计中非常有用,因为它可以帮助设计人员通过高级语言编写硬件逻辑,从而提高设计效率和可重用性。HLS技术还可以提供比传统的手动编写硬件描述语言更高的抽象级别,使得设计人员可以更快地开发出功能复杂的硬件系统。 HLS与VHDL/Verilog编程技术有什么关系: VHDL和Verilog是传统的硬件描述语言,用于手动编写硬件逻辑。与HLS技术相比,它们需要更多的时间和精力来编写和调试代码,但也提供了更高的灵活性和控制力。HLS技术和VHDL/Verilog编程技术可以结合使用,以便在设计过程中兼顾效率和灵活性。 HLS的关键技术 HLS(High-Level Synthesis)是一种复杂的技术,存在一些关键技术问题和技术局限性。以下是一些主要问题和限制: 高层次综合的优化问题:高层次综合包括多个优化阶段,如数据流分析、资源映射、调度和寄存器分配等。这些优化阶段的顺序和参数设置会对设计的性能、面积和功耗等方面产生影响,需要合理的算法和工具支持。精度问题:由于高层次综合基于软件编程语言,因此需要考虑精度和舍入误差等问题。例如,浮点数运算会产生舍入误差,而整数运算可能会导致溢出或截断等问题。时序约束问题:在设计硬件时,时序约束是非常重要的,因为它们可以确保电路的正确性和可靠性。高层次综合需要能够自动生成正确的时序约束,以确保设计的正确性。可维护性和调试问题:由于高层次综合生成的硬件电路是自动生成的,因此很难进行调试和维护。开发人员需要有有效的工具和技术来检测和调试电路中的错误。HLS的技术局限性 目前存在一些技术局限性,如: 支持的软件编程语言:目前,高层次综合支持的软件编程语言有限,大多数工具支持C/C++和SystemC等语言。因此,开发人员需要在这些语言中编写硬件描述。复杂性:高层次综合涉及多个优化阶段和复杂的算法,需要大量的计算资源和时间。因此,它对硬件层面的知识和经验要求较高。可移植性:高层次综合生成的电路可能会受到工具和目标平台的限制,因此需要进行定制化和优化。这可能会限制电路的可移植性和可重用性。成本问题:高层次综合需要使用专业的工具和硬件平台,这可能会增加开发成本和时间。 Vivado2018.3下载安装 下载Vivado2018.3资源地址:vivado2018.3下载 网盘提取码:sygh 安装解压Xilinx_Vivado_SDK_2018.3_1207_2324.tar文件 在解压得到的文件中选择运行xsetup.exe文件 勾选同意所有协议并点击next 勾选Vivado HL Design Edition后点击next 检查配置是否与下面相同,默认情况就是下图中所示。而后点击next 选择安装目录,注意安装目录路径不能包含中文且必须选择在根目录下的文件夹。这里我在D盘下创建了一个Xilinx文件夹作为安装目录。 点击install开始安装 等待安装完成。。。。。。 安装完成如下图所示: 许可证获取许可证资源下载:点击进行license网盘下载 网盘提取码:vh3h 添加license 出现以下提示说明添加lisence成功,点击确认,并关掉license Manager 窗口即可。 使用vivado创建HLS——点亮led灯 创建 HLS工程点击桌面刚刚生成的快捷方式,运行Vivado HLS 2018.3 打开Vivado HLS 2018.3后,点击create new project进行新HLS工程的创建 输入新工程的名称和工作空间 在之后出现的以下窗口点击next继续下一步即可 到下图所示界面时,需要进行器件的选择 工程编写 添加工程文件并编写代码添加.h头文件 编写.h头文件(led.h) #ifndef _SHIFT_LED_H_ #define _SHIFT_LED_H_ #include "ap_int.h" #define CNT_MAX 100000000 //#define CNT_MAX 100,100M时钟频率下计数一秒钟所需要的计数次数 #define FLASH_FLAG CNT_MAX-2 // typedef int led_t; // typedef int cnt_t; typedef ap_int led_t; typedef ap_int cnt_t; void flash_led(led_t *led_o , led_t led_i); #endif同样的方法添加led.cpp文件并编写以下内容: #include "led.h" void flash_led(led_t *led_o , led_t led_i){ #pragma HLS INTERFACE ap_vld port=led_i #pragma HLS INTERFACE ap_ovld port=led_o cnt_t i; for(i=0;i *led_o = ~led_i; } } } 右键点击Test Bench选择New File创建test_led.cpp文件并编写以下内容: #include "led.h" #include int main(){ led_t led_i=0x01; led_t led_o; const int SHIFT_TIME = 4; int i; for(i=0;i |
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