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FPGA设计中的HLS 工具应用

2018年06月04日 01:43 次阅读

1 概述

在集成电路行业飞速发展的今天,缩短产品开发的周期而又不牺牲验证过程,这不可避免地成为了商业市场的一个关键因素。Xilinx Vivado High Level Synthesis (即Vivado HLS,高层综合)。这个工具直接使用C、C++或SystemC 开发的高层描述来综合数字硬件,这样就不再需要人工做出用于硬件的设计,像是VHDL 或Verilog 这样的文件,而是由HLS 工具来做这个事情。

FPGA设计中的HLS 工具应用

图 1 FPGA设计中的抽象层次

从图1 可知,抽象的层次越高可见的细节就越少,对于设计者来说设计起来越容易。

2 labs 1 vivado hls 生成RTL级文件
本次实验以fir(Finite Impulse Response)滤波器,有限长单位冲激响应滤波器为例。
Fir.c源代码:

FPGA设计中的HLS 工具应用

fir_test.c源码:
******************************************************************************/
#include
#include
#include "fir.h"

int main () {
  const int    SAMPLES=600;
  FILE         *fp;


  data_t signal, output;
  coef_t taps[N] = {0,-10,-9,23,56,63,56,23,-9,-10,0,};


  int i, ramp_up;
  signal = 0;
  ramp_up = 1;
  
  fp=fopen("out.dat","w");
  for (i=0;i<=SAMPLES;i++) {
  if (ramp_up == 1) 
  signal = signal + 1;
  else 
  signal = signal - 1;


// Execute the funcTIon with latest input
    fir(&output,taps,signal);
    
    if ((ramp_up == 1) && (signal >= 75))
    ramp_up = 0;
    else if ((ramp_up == 0) && (signal <= -75))
    ramp_up = 1;
   
// Save the results.
    fprintf(fp,"%i %d %d\n",i,signal,output);
  }
  fclose(fp);
  
  printf ("Comparing against output data \n");
  if (system("diff -w out.dat out.gold.dat")) {


fprintf(stdout, "*******************************************\n");
fprintf(stdout, "FAIL: Output DOES NOT match the golden output\n");
fprintf(stdout, "*******************************************\n");
     return 1;
  } else {
fprintf(stdout, "*******************************************\n");
fprintf(stdout, "PASS: The output matches the golden output!\n");
fprintf(stdout, "*******************************************\n");
     return 0;
  }
}

本次实验将通过vivado hls将fir.c生成verilog代码,实现c到verilog的转换,展示了如何创建一个高层次的合成项目,验证C代码,合成对RTL进行设计,并对RTL进行验证。

第一步:创建工程

打开Vivado hls点击创建新工程

FPGA设计中的HLS 工具应用


工程名字:fir_prj下一步

FPGA设计中的HLS 工具应用
点击浏览,添加fir.c文件下一步

FPGA设计中的HLS 工具应用

添加fir_test.c文件以及out.gold.dat文件下一步

FPGA设计中的HLS 工具应用

Part选择自己开发板对应的器件。

FPGA设计中的HLS 工具应用

点击ok

FPGA设计中的HLS 工具应用

点击finish

FPGA设计中的HLS 工具应用

工程创建完成。Source 包括我们的设计源文件,Test Bench是我们的仿真文件。

FPGA设计中的HLS 工具应用

第二步:验证C源代码

FPGA设计中的HLS 工具应用

点击project>run c simulaTIon 点击ok

FPGA设计中的HLS 工具应用


C代码仿真完成 0 errors

FPGA设计中的HLS 工具应用

第三步:高级综合

点击soluTIon > run c synthesis>acTIve solution

FPGA设计中的HLS 工具应用


综合完成。

第四步:RTL验证
点击solution>run c/rtl cosimulation   ok


FPGA设计中的HLS 工具应用

FPGA设计中的HLS 工具应用

第五步:IP创建

Verilog代码以及ip已经生成。

FPGA设计中的HLS 工具应用


FPGA设计中的HLS 工具应用

Fir滤波器工程也已经生成。

FPGA设计中的HLS 工具应用

至此vivado hls的基本使用,以及fir滤波器从c代码已经完全转化为verilog和vhdl的代码以及ip。下节将演示如何使用vivado添加fir滤波器ip。

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发表于 2018-05-23 09:22 1268次阅读
如何将FPGA程序固化到外部Flash存储器

莱迪思半导体超低功耗FPGA解决方案助力机器学习...

全新的毫瓦级功耗FPGA解决方案为机器学习推理在大众市场物联网应用中实现快速部署创造机遇。

发表于 2018-05-22 17:04 1027次阅读
莱迪思半导体超低功耗FPGA解决方案助力机器学习...

荐读:如何学习FPGA?为什么你会觉得FPGA难...

很多人问我该如何去学FPGA,那么今天咱们就来聊一聊。 一、入门首先要掌握HDL(HDL=veril...

发表于 2018-05-22 10:43 1154次阅读
荐读:如何学习FPGA?为什么你会觉得FPGA难...

FPGA向TMS320C6678发送Doorbell中断时,只能接收999次Doorbell中断,但在ChipScope中能观察到Doorbell仍在发送,这是哪里出了问题?

发表于 2018-05-22 09:17 363次阅读
FPGA向TMS320C6678发送Doorbell中断时,只能接收999次Doorbell中断,但在ChipScope中能观察到Doorbell仍在发送,这是哪里出了问题?

简谈FPGA研发设计相关规范(企业中很实用)

大家好!又到了每日学习的时间了,今天我们聊一聊FPGA做开发的时候,有哪些设计规范,从文档到工程建立...

发表于 2018-05-21 14:56 257次阅读
简谈FPGA研发设计相关规范(企业中很实用)

FPGA中不可综合语句 相关知识

大家好,又到了每日学习的时间了,今天我们来聊一聊FPGA中不可综合语句 相关知识。 (1)所有综合工...

发表于 2018-05-21 14:56 505次阅读
FPGA中不可综合语句 相关知识

FPGA常见的警告以及处理方法

FPGA常见的警告以及处理方法 1.Found clock-sensitive change dur...

发表于 2018-05-21 14:53 680次阅读
FPGA常见的警告以及处理方法

国产FPGA翻身做主人 技术实现质的飞跃

虽然这两款FPGA和赛灵思、阿尔特拉这样的巨头差距很大,但从FPGA规模上看,已经超出现有的国产FP...

发表于 2018-05-21 11:04 190次阅读
国产FPGA翻身做主人 技术实现质的飞跃

MIPSfpga软核处理器IP设计方案

很多计算机专业的学生都只是在理论层次学习计算机体系结构方面的知识,比如数据路径、控制结构和存储系统等...

发表于 2018-05-21 10:17 1095次阅读
MIPSfpga软核处理器IP设计方案

分享FPGA设计中信号完整性需要注意的几个方面

FPGA设计需注意的方方面面 目前市场上有几百种关于信号完整性和降噪的书。如果你是个新手或者需要一...

发表于 2018-05-20 10:52 423次阅读
分享FPGA设计中信号完整性需要注意的几个方面

英特尔FPGA为人工智能(AI)提供推理性能

新特性:在近日举行的 Microsoft Build 大会上,Microsoft推出了 基于 Pro...

发表于 2018-05-20 00:10 155次阅读
英特尔FPGA为人工智能(AI)提供推理性能

SDSoC开发工具让FPGA SoC的应用更简单...

该用什么硬件平台去做 Design-In?这是电子工程师在设计开发之初绕不过去的问题。专用芯片ASI...

发表于 2018-05-19 09:34 412次阅读
SDSoC开发工具让FPGA SoC的应用更简单...

对比ARM、DSP,深入了解FPGA

自1985年首款FPGA诞生以来,FPGA已经是一名在电子信息领域征战了30年的老兵,这名战功赫赫的...

发表于 2018-05-18 11:07 1050次阅读
对比ARM、DSP,深入了解FPGA

paramter和localparam有什么区别...

这是一个Verilog中有争议的问题,即Parameter即作为常数,也作为参数使用是否合理合法的问...

发表于 2018-05-18 11:05 591次阅读
paramter和localparam有什么区别...

关于基于FPGA的高光效单片彩色LCD投影机的设...

显示技术正朝着大屏幕、高清晰度、高亮度和高分辨率的方向发展。通常说来,将屏幕显示面对角线尺寸在1米(...

发表于 2018-05-18 10:17 118次阅读
关于基于FPGA的高光效单片彩色LCD投影机的设...

如何使用QuartusⅡ软件来编写FPGA?

本文主要详细介绍了使用QuartusⅡ软件来编写FPGA的方法及步骤,另外还介绍了Quartus I...

发表于 2018-05-18 10:11 623次阅读
如何使用QuartusⅡ软件来编写FPGA?

基于FPGA控制AD9854产生正弦波

本文首先介绍了ad9854的工作原理,其次介绍了两款AD9854应用电路图,最后介绍了基于FPGA控...

发表于 2018-05-17 09:53 188次阅读
基于FPGA控制AD9854产生正弦波