HLS开发学习-06- 数据类型的处理-- HLS 中的复合数据类型

写在前面

本文是本系列专题的第六篇，参考高亚军老师的视频教程以及课程的ppt，主要介绍了vivado HLS数据类型的处理，结构体和枚举类型的处理。

结构体

结构体当struct被用作顶级函数的参数时，

标量成员被实现为标准标量端口
默认情况下，数组被实现为内存端口。

工程中建议-在头文件中定义结构体。

结构上的元素可以通过数据打包优化打包到单个向量中

• Byte_pad
• • field_level
• • struct_level
    

结构体示例

简单说明下这个例子，有过C基础的人都大致了解这个的操作，这里说一下结构体的大小：A占用1字节，B是位宽为4的长度为4的数组，占用4个字节所以一个结构体一共占用了5个字节。具体功能很简单这里就不细说了。

Data pack mode

数据打包的方式，这里我们在directive中可以进行配置，打包的模式。

field_level

field_level下的打包方式是：首先对每位数据都进行在标准字节长度下进行打包，这里的A位宽为4，但是一个字节位宽为8，所以A需要拓展为8位，如果A位宽为13，那么则需要打包在两个字节下，也即是打包的数据位宽为16。

struct_level

struct_level下的打包方式是：先打包结构，然后在标准字节长度下进行打包。和field_level相比，前者为所有数据都为8的倍数，后者则没有限制数据位宽，可以任意位宽，但是在整体打包后，需要对打包后的数据长度进行限制，化为整字节的长度。

打包方式对比

教程提及，两种的打包方式效果相似，暂时不作为区分
数据包可以减少延迟和初始间隔，即提高吞吐量
下面是刚刚的那个example的资源报表，经过了数据打包的操作，for循环展开，并行化处理，所以减少了延迟，提高了吞吐量。

这里老师提到了对于仿真的设置，可以创建虚拟总线（这里我暂时没接触到，暂时不深究）

枚举类型

枚举类型(也称为枚举)是一种数据类型，其中每个可能的值都定义为符号常量(称为枚举器)

• 枚举是通过enum关键字声明的
• 每个枚举数将根据其在枚举列表中的位置自动分配一个整数值
• 默认情况下，第一个枚举器被分配整数值0，每个后续枚举器都有一个比前一个枚举器大1的值

枚举示例

根据刚刚介绍的枚举的处理，结合这里的例子，我们可以看出，在我们的函数调用的时候可以在case的索引值，相比原先的数字，我们可以更加直观的看出来每一个case的条件下执行的是具体哪种操作，我们可以利用枚举给每一步的操作命名。

Vivado HLS将自动推断模式的数据宽度，尽管默认情况下它是int该值与头文件中枚举类型定义的值一致，从仿真看出，工具和描述一致。

小结

Vivado HLS可以同时支持struct和enum结构和枚举
都可以在顶层函数接口上
如果结构在顶层函数接口，它可以通过数据包指令打包
如果顶级函数接口上的枚举，它实际上是一个整数，Vivado HLS将自动推断出数据宽度。

简单来说，HLS下进行结构体的调用时候，我们可以进行data pack 从而提高程序的效率，而引用枚举，目前我认为的实用操作就是在case下指示每一步操作，提高我们程序的可读性。