网站收费标准,网页前端设计的心得体会,电商网站后台管理系统模板,机房建设 网站我们在设计硬件时#xff0c;它往往是要求更精确的位宽。例如#xff0c;一个filter的输入是12位和一个累加器的结果只需要一个最大范围为27位。然而对于硬件设计来说#xff0c;使用标准的C数据类型会造成硬件成本的浪费。这就会造成我们要使用更多的LUT和寄存器#xff0…我们在设计硬件时它往往是要求更精确的位宽。例如一个filter的输入是12位和一个累加器的结果只需要一个最大范围为27位。然而对于硬件设计来说使用标准的C数据类型会造成硬件成本的浪费。这就会造成我们要使用更多的LUT和寄存器延迟甚至可能超过时钟周期和需要更多的周期来计算结果。这往往不是我们需要的结果。因此下面我将介绍如何利用Vivado HLS处理许多位准确或任意精度数据类型以及允许使用任何(任意)宽度的模型变量。C-base 数据类型我们从硬件的角度来看数据类型采用C/C的数据类型都是以8bit为边界即? char (8-bit)? short (16-bit)? int (32-bit)? long long (64-bit)? float (32-bit)? double (64-bit)? 确切的宽度的整数类型如int16_t (16-bit) 和 int32_t (32-bit)注意char16_t和char32_t在Vivado Hls 中是不支持的从上面发现C的数据位宽是比较死板的然而描述RTL里面的位宽是任意的。例如采用C语言去描述一个18*18 bits的乘法器那么就需要将输入数据都声明为32 bits(int)结果声明为64 bits(long long)这将会在FPGA中消耗4个DSP48E1显然这是很浪费资源的。任意精度数据类型 Language Integer Data Type Required HeaderC [u]int W(1024 bits) .#include ap_cint.hC ap_[u]int W(1024 bits) .#include ap_int.hC ap_[u]fixed W,I,Q,O,N .#include ap_fixed.h其优点有1.更高的时钟频率 2.更好的数据吞吐率 3.消耗资源更少因此使用任意精度数据类型能以更少的资源获得相同的精度同时可以运行在更高的时钟频率下。注意在声明任意数据类型的时候我们往往在头文件里面声明这会使得我们在做debug的时候会非常有用。C-base 数据类型projectStep1 创建和打开projectI.打开Vivado HLS Command Prompt按照下图输入命令II.输入vivado_hls -p window_fn_prjStep2 Review Test Bench 和run C SimulaTIonI.在Source打开window_fn_top.cppII.找到window_fn_top.h按住Control键并右击打开window_fn_top.h(头文件)在这里我们可以看到本设计所有数据类型的操作都是标准C/C的浮点型。III点击Run C SimulaTIonStep3 Run C SimulaTIon 和 Review ResultsI.点击Run C Synthesis图中我们发现顶层中的instances占用了大部分资源。II.打开Interface SummaryIII.点击Analysis打开winfn_loop这是浮点型乘法器(fmul)图中可以看出第一个状态是读取内存操作(两个周期)然后是fmul操作(五个周期)最后的操作状态是一个写内存操作(一个周期)III.退出Vivado Hls并返回到command prompt任意数据类型projectStep1 创建和仿真projectI.打开Vivado HLS Command Prompt按照下图输入命令II.输入vivado_hls -p window_fn_prjIII.在Source打开window_fn_top.cppIV.找到window_fn_top.h按住Control键并右击打开window_fn_top.h(头文件)这里的数据类型的操作是ap_fixed点类型它类似于float和double(因为它们支持整数和分数位表示的类型)window_fn_top.h是唯一不同于上一个project的头文件。这些数据类型是在头文件中定义的ap_fixed。注意你可以通过修改C代码将任意精度类型代替标准C类型在这里必须做的更改是减少数据类型的大小。在这例子中我们使用8位24位和18位而不是32位浮点类型。通过较少的操作减少面积和更少的时钟周期就可以完成project。我们也可以改变更常见的C类型(如intshort和char)例如更改数据类型(18位int(32位))可以确保只要一个dsp48就可以执行任何乘法但是你必须确认设计仍然执行正确的操作和它这样做所需的精度。由VIvado Hls提供的任意精度类型的好处是可以仿真更新的C代码来确认其功能和准确性。V.点击Run C SimulaTIon控制台面板显示了C仿真的结果。随着数据类型的更新结果不再跟预期结果相同然而他们是在误差范围内。Step2 Run C Synthesize和 Review ResultsI.点击Run C Synthesis注意通过使用任意精度类型已经减少了延迟和面积(50%和80%)并简化了RTL硬件的操作。由于memory中的总位小于1024 bit所以现在是自动执行LUTs和FFS而不是模块RAM。II.打开Interface Summary注意:现在的数据端口是8 bits和24 bitsIII.点击Analysis打开winfn_loop总结本文介绍任意精度数据类型的处理方法。通过Vivado HLs中两个project的比较得到结论跟C-base 数据类型相比使用任意精度数据类型能以更少的资源获得相同的精度同时可以运行在更高的时钟频率下。
