在Zynq AP SoC设计中使用HLS IP（一）

概述

高层次综合设计最常见的的使用就是为CPU创建一个加速器，将在CPU中执行的代码移动到FPGA可编程逻辑去提高性能。本文展示了如何在Zynq AP SoC设计中使用HLS IP。

在Zynq器件应用Vivado HLS IP

这里集成了HLS IP和由HLS创建的软件驱动，目的是控制在Zynq器件上实现的IP设计。

Step 1: 创建Vivado HLS IP Block

脚本完成时，会生成vhls_prj文件，里面包含HLS IP，下面介绍Vivado HLS IP blocks如何被集成到使用IP Integrator的Zynq器件中。

Step 2: 创建 Vivado Zynq Project

1.打开vivado 2016.3，点击Create New Project，选择Using_IP_with_Zynq\lab1路径，下一步在Project Type页面选择RTL Project和Do not specify sources at this time

然后在Boards下选择ZYNQ-7 ZC702 Evaluation Board，最后点击Finish。

Step 3:将HLS IP 添加到 IP Catalog

在Flow Navigator窗口点击IP Catalog，然后点击IP Settings，在IP部分里Add Repository，选择Using_IP_with_Zynq\lab1\hls_macc\vhls_prj\solution1\impl\ip，这样就把HLS_macc这个HLS IP添加进IP目录中。

Step 4: 创建一个IP Integrator Block系统的设计

1.在Flow Navigator窗口点击Create Block Design，将design name改为Zynq_Design，然后添加ZYNQ7 Processing System这个IP，然后双击ZYNQ IP打开Re-customize IP窗口，在Presets选择ZC702，在Page Navigator窗口点击MIO Configuration，展开Application Processor Unit，去掉Timer 0，最后在Page Navigator窗口点击Interrupts，勾选并展开Fabric Interrupts，选择IRQ_F2P[15:0]

2.点击标题上的Run Block Automation，选择processing_system7_0，去掉Apply Board Presets，然后将hls_macc IP添加进设计，然后点击Run Connection Automation，选择/hls_macc_0/S_AXI_HLS_MACC_PERIPH_BUS，这样HLS IP就自动连接到 Zynq器件上的M_AXI_GP0 接口，然后连接hls_macc_0的interrupt端口和PS7的IRQ_F2P[0:0]端口。

3.选择Address Editor，确定hls_macc_0外部已经分配到主地址范围，如果没有，就点击Auto Assign Address

最后是Validate Design，成功通过后，save the Block Design。

Step 5: 实现系统

在进一步系统设计之前，必须生成一个source 和HDL wrapper来作为综合和实现顶层函数。
1.Flow Navigator窗口里选择Project Manager，在Zynq_Design右击选择Generate Output Products，然后选择Generate去开始生成必要的source文件

2.在Zynq_Design右击选择Create HDL Wrapper，这里Design Sources的顶层变成Zynq_Design_wrapper.v文件，现在设计准备去综合和实现，并且生成FPGA programming bitstream。
3.点击Generate Bitstream，当bitstream完成后，在弹出的对话框里选择Open Implemented Design，并点击OK。

Step 6:软件开发和在Zynq系统运行

现在我们准备将设计导入到Xilinx SDK，在SDK中，你将创建运行在zc702板上的软件（如果有）。HLS block的驱动产生在HLS导出到Vivado IP封装期间。该驱动程序必须在SDK里可以使用，以便于PS7软件可以与block进行交流。
1.在Vivado File菜单里选择Export > Export Hardware，并勾选Include Bitstream，然后在Vivado File菜单里选择Launch SDK。
2.在SDK File目录里选择New > Application Project，在project name里输入Zynq_Design_Test，点击next，选择Hello World，点击finish。在这里给zc702板通电并且测试HelloWorld应用，确保板子所有连接正确，在FPGA器件上去下载位流文件，并且可以看到zc702开发板上的文档。

3.选择Xilinx Tools > Program FPGA，此时注意到Done LED亮了，然后底部窗口点击SDK Terminal，选择Connection to Serial port，Port选择COM1，Baud Rate选择115200，点击OK

4.右击Zynq_Design_Test选择Run As > Launch on Hardware，最后在Terminal窗口验证Hello World是否被接受。

总结

本文介绍了如何使用Tcl脚本创建Vivado HLS IP，并且将HLS IP设计IP导入IP Integrator，以及如何将HLS IP 连接到使用AXI4-Lite接口和AXI4-Stream接口的Zynq AP SoC。