Hackaday读者有话说：Vivado HLS使用经验分享

作者：Kenshin

众所周知 Hackaday.com 网站上聚集着众多极客（Geeker），他们打破传统，标新立异，敢于尝试新的东西，今天这篇文章搜集了这些极客对Xilinx Vivado HLS工具使用经验和心得，Xilinx Vivado HLS是一个高级综合工具，能够将C语言转换成硬件描述语言（HDL）,也就是说我们可以用C语言来实现HDL模块编程了。

图1 Vivado HLS工作流程

图2 Xilinx赠送给Mike Field的MicroZed开发套件

他总结的步骤如下：
1. HLS工具会将C语言代码转换成伪机器代码，都可以用FPGA逻辑（乘，加，递增等）来实现。

2. 循环操作代码分析，主要是根据语法。不能够被充分执行的循环会导致吞吐量的瓶颈，如果一个复杂的乘运算要花费30个周期，并且你要执行256次那么延迟时间就会介于30和7680周期之间。然而如果你使用原语指令（#pragma HLS_PIPELINE）将其展开256次，那么实现方式就会变成7680级流水线，每个循环还可以接受新的数据。

3. 函数调用可能会引起分离的逻辑实例，支持子函数的创建，也可能引起一系列仲裁接口用于访问单个函数逻辑实例。

4. 对于这些伪机器代码如何连接会生成一个计划时间表，并且会充分考虑到期望的性能约束条件（时钟速度等）。

5. 然后代码生成器会将伪机器代码映射为HDL逻辑逻辑代码（Verilog或VHDL），使用简单的流水线接口来处理参数和和、返回值。其实你还可以添加其它语法或者数据类型来构造AXI协议接口的模块。

6. 最后你就可以将转换后的代码或者IP核添加到传统的HDL工程中。
看起来很简单，其实最重要的是最后我们要进行代码优化，排除bug。我们可以定制很多数据类型（n位的整数，或者固定精度的整数等），灵活的使用这些数据类型，可以帮助我们精简逻辑代码，提升系统设计性能。

图3 基于Vivado HLS生成FIR滤波算法