lab1——任意精度类型 double, 寄存器, 滤波器, 成本, 硬件

pengpengpang

概述
C / C+ +提供的数据类型被固定为8位边界
•char(8-bit)
•short(16-bit)
•in(32-bit)
•longlong(64-bit)
•float(32-bit)
•double(64-bit)
•精确宽度的整数类型，如int16_t（16位）和int32_t（32位）
当创建硬件时，经常在一些例子中要求更高精度的位宽。例如，一个输入为12位的滤波器，累积的结果最大范围只要求27位，用标准C数据类型的硬件设计会导致不必要的硬件成本。比精确类型要求更多LUT和寄存器的操作延迟甚至超过时钟周期，因此需要更多的周期来计算结果
Vivado高层次综合（HLS）提供了许多位准确或任意精度的数据类型，可以让你模拟使用任何（任意）宽度的变量。
本教程由两个实验练习组成：
• Lab1 –综合使用浮点类型的设计和查看结果。本设计采用标准C+ +浮点类型。
• Lab2 –综合在lab1中使用同样的功能但使用任意精度合适类型，突出在精度和结果的优点。这次演习显示了同样的设计如何可以转换到VivadoHLSap_fixed类型，保留所要求的精度，但创造一个更优化的硬件实现。
教程设计描述
从xilinx网站下载教程设计文件，在教程设计中查看信息。教程所用的设计文件在教程目录vivado_HLS_Tutorial\Arbitary\Precision
任意精度：Lab1
任意精度Lab1：查看采用的标准C/C++类型设计
在这个lab中，您用标准的C类型综合设计，您用此设计作为一个参考，为lab2使用任意精度类型的设计的参考。
重要：在教程中的图片和命令假设教程数据路径vivado_HLS_Tutorial被解压放置在c:\vivado_HLS_Tutorial中。
如果教程数据目录解压缩到不同的位置，或者在Linux系统上，调整一些路径名引用到的位置您选择放置Vivado_HLS_Tutorial目录。
步骤1：创建并打开工程
1.打开Vivado HLS 命令提示符
a.在windows系统中，采用Start>All Programs>Xilinx Design Tools>Vivado2014.2>Vivado HLS>Vivado HLS 2014.2 Command Prompt，如下图
b.在linux系统下，打开新的shell,


2. 用命令提示符窗口，如92，改变lab1 C验证的路径


3. 执行TCL并建立vivado HLS Project,采用的是vivado_hls–f run_hls.tcl如图92所示
4. 当vivado HLS 完成，在用户界面里打开工程。用vivado_hls–p hamming_window_prj命令打开，如图93


步骤2：查看测试平台并运行C仿真
1．        在资源管理器中打开Source foleder，并双击window_fn_top.cpp打开代码如图94

、
2．按住ctrl键，并点击window_fn_top.h在45行，来打开头文件
3．向下滚动，展示类型定义如图95


这个设计采用标准的C/C++浮点类型对所有数据进行操作。Vivado高层次综合能综合浮点类型直接转化成硬件，提供的操作是标准的数学操作(+、-、*、%、etc).
当用从math.h或cmath.h中调用数学函数时，参考vivado HLS user guide（ug902)更多的细节关于数学函数在综合中被支持。
4. 在工具栏中点击run C Simulation按钮，打开C仿真对话框。
5. 接受默认的设置（没有选项被选择）并点击OK
控制台窗口出现了设计仿真希望的结果
步骤3：综合设计查看结果
1.在工具栏中点击Run C Synthesis按钮，为了把设计综合成RTL级
当综合完成，综合报告自动打开，图96出现了综合报告


实例中的顶层设计占用大多数资源。
2.把滚轮到报告的底部，展看实例，查看资源估计的细节部分如图97


细节展示了浮点乘法，（fmul)，浮点操作花费了大量的资源和时钟。分析视图（图98）展示了这个操作还用了大部分的时钟周期，（8个状态中的5个需要来执行有循环winfn创建的逻辑）。
在本教程中，关于使用分析视图的更多细节可用。为了理解这种设计的目的，操作的两个状态，在第一个状态中，花费两个时钟从存储器中读操作，最后一个状态的操作是往存储器中写状态。


3.退出vivado HLS 用户界面，返回命令提示符