xilinx vivado HLS 小记

目前FPGA主要用于接口、通信等，HLS的出现使得opencv中的C代码通过综合直接部署到硬件。
HLS主要应用场景在与算法更密切的应用如DSP图像处理。
RTL：寄存器传输级 register transfer level

verilog中分级是：系统级，算法级，RTL级，门级，开关级（分为行为级、结构级）
verilog建模方式分为：行为级和结构级。
xilinx的高层次综合（High level Synthesis, HLS）HLS技术是将C/C++/System C 软件语言转换成verilog和VHDL硬件描述语言的技术。

HLS主要有以下功能：
1）从C语言到RTL级实现，关键在于综合约束
2）从C语言提取出控制和数据流
3）从默认和用户定义命令实现设计

高级综合工具的核心是调度（schedule）、绑定（binding）或分配（clllocation）。
设计中C代码关键属性：
1）函数：所有代码由函数组成，函数用于表示设计的层次，这对于硬件也是一样的。
2）参数：顶层函数的参数决定了硬件RTL的端口
3）数组：默认地数组用RAM实现（或FIFO）

目前HLS只存在vivado中，ISE无HLS；
HLS 能够快速生成可实现硬件算法加速器所需要的HDL代码，而且提供完整的AXI接口，能直接插入zynq SOC的PL。
下面说明opencv和hls中使用的opencv函数的区别和联系
opencv中图像类型有：IPImage CvMat Mat类型等，对应的vivoda的HLS中图像hls::mat类型。
opencv中常用与图像操作有关的数据容器有Mat，cvMat 和IpImage，均可代表和显示图像，但Mat类型侧重与计算，数学性较高，而CvMat和IpImage更侧重于图像，opencv对图像操作（缩放、单通道）进行优化。
opencv和hls:opencv的区别是：
1、opencv基于数据帧，很难用于高分辨率和高帧率；HLS基于数据流优化来实现；
2、HLS用定点运算而非浮点运算
3、片上行缓存，窗口缓存
开发中使用vivoda HLS实现Opencv的设计流程：
1）在计算机上开发opencv应用；
2）使用I/O函数抽取FPGA实现部分，用HLS库代替opencv函数；
3）运行HLS生成代码，在Xilinx的ISE或vivado做RTL集成和FPGA实现。

HLS实现opencv局限性：
1）必须用HLS视频库函数代替opencv调用
2）不支持opencv访问帧缓存
3）不支持opencv的随机访问
4）不支持opencv 的Ip-place更新