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【原创】Vivado HLS是如何快速把C/C++算法导入System Generator模型的

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Vivado HLShigh level synthesis)可以直接把现有的C/C++算法转换为RTL,而System Generator则可以把现有的基于Matlab/Simulink模型实现的DSP算法直接转换为RTL,二者的侧重点不同,但是也可以有一定的交集。那二者直接如何不通过Vivado IDE而直接进行互动呢?System Generator中自带了名为“Vivado HLS”的模块,可以方便我们直接把Vivado HLS中调试好的C/C++算法导入到Simulink中去。下面我们就来看看这个方法是如何实现的。

首先,打开Vivado HLS软件,然后点击菜单栏上的File---New Project,如图1所示。

1新建Vivado HLS工程

点击Next,然后输入项目工程,暂时先不指定和添加源程序,在提示选择器件类型时选择开发板MicroZed,如图2所示。然后点击Finish就完成了Vivado HLS工程的创建。


2选择Vivado HLS使用的开发板

进入Vivado HLS主界面之后,在工程浏览器的Source上点击右键,选择新建源程序,如图3所示。

3新建源程序

在这里我们新建一个名为RLcircuit.cpp的源程序和名为RLcircuit.h的头文件,它们代表的是一个RL电路的传递函数:

程序则是该传递函数的离散化。源程序为:

#include"RLcircuit.h"

dintRLcircuit(dint x)

{

staticdint yz=0;

staticdint xz=0;

staticdint y;

y=yz*dint(0.9999)+xz*dint(0.00005)+x*dint(0.00005); //fixed_32_28

xz=x;

yz=y;

returny;

}

头文件为:

#ifndef_RLCIRCUIT_H_

#define_RLCIRCUIT_H_

#include

#include"RLcircuit.h"

#include"ap_fixed.h"

typedefap_fixed<32,4,AP_RND,AP_SAT> dint;

dintRLcircuit(dint x);

#endif

需要注意的是,上面的源程序中,x1y1y要声明为函数内的静态局部变量,否则在C综合时,端口x会被优化掉而使得整个程序都被优化掉。由此也可以看出,良好的编程习惯对正确实现Vivado HLS的高层次综合也有着重要的意义。

程序输入完成之后,可以进行对C/C++代码的综合了。在Vivado项目管理器中的Solution上点击右键,选择C Synthesis,如图4所示。


4运行C代码的高层次综合

如果有错误,比如某个变量未定义之类的,Vivado HLS会提示我们详细的错误信息;在没有错误之后,Vivado HLS很快就完成了C代码的综合过程,如图5所示。


5 C代码综合完成的提示

然后我们便可以将综合之后的代码生成RTL了。在图5中对应的右键菜单上选择Export RTL,并选择导出到System Generator如图6所示。


6 Vivado综合结果导出到System Generator

接下来,我们便可以在System Generator中测试Vivado HLS生成的RTL了,在System Generator中新建模型如图7所示。


7新建System Generator模型

由图7可见,Vivado HLS模块在没有配置之前是无法连线的,因为模型还不知道它的端口信息。所以接下来我们双击Vivado HLS模块,把前面完成综合的模型信息填进去,如图8所示。

8配置Vivado HLS模块

搭建完成之后的模型如图9所示。


9搭建完成的含有Vivado HLS导出结果的模型

这里给定的输入是一个阶跃信号。然后运行仿真,我们搭建的一阶RL电路的阶跃响应便得到了,如图10所示。

10含有Vivado HLS导出结果的模型的仿真结果

接下来,可以在模型的集成上加入更多的DSP算法,然后一起导出为RTL了,例如导出到Vivado里面做为一个IP。


谢谢大家!

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