HLS学习笔记

最终转换的是HDL，也就是说HDL干不了的HLS肯定干不了，HDL能干的HLS也不一定能成。HLS与HDL相比，使用C/C++来设计电路，并可以自动添加流水、循环（部分）展开等操作。

• C仿真是验证的C文件的语法正确性？C综合的输出文件是HDL文件吗？然后后续步骤就是常规HDL设计流程了？
  -C仿真是算法层面的验证， C test bench验证的是C设计的正确性而非和C设计文件一起转换成HDL和相应的tb文件之后再进行验证（这一过程也存在），这样使得验证速度提升，时序等正确性由HLS工具来保证。
• directive为何如此命名，看起来是一个很重要的东西，但没有get到其重点在哪？(对常规HLS生成的HDL进行人为干涉)通过directive可以修改哪些内容，directive的设计是想人为弥补自动生成的不足，主要是修改接口，但即使有directive还是无法匹敌HDL，欠缺在哪呢？如何修改？会有单独的文件形式保存吗？（directive.tcl文件，保存的内容和vivado在命令行窗口输入的脚本命令很像）
• C的Coding style如何影响最终性能，为何会说HLS性能不如HDL，是具体在哪里有不足？
  乘法器消耗的资源比加法器多，因此需在C语言算法层面就尽可能减少乘法的使用。
  递归算法不支持，原因在于无法综合成固定的电路出来，同理动态存储空间分配也不行。
  需要loop merge, 默认是没有并行的，仍按照高级语言顺序执行，但在两个loop的循环边界不同或其中至少一个是变量的时候，不适用loop merge。循环边界可以是变量，该变量在实际综合的时候也得能计算出来一个固定值吧？
• 如何支持不同数据类型？位宽？sizeof返回的是长度最靠近的数据类型长度，那对于任意长度的数据类型设定有何意义？额外再有一个typeid()来确认数据类型。
  数据类型转换对应硬件电路是啥？
• 常用的include的库有哪些？
• 与C语言的书写还有一点不同在于，需要将main函数的返回值正确返0，错误返1？
• interface protocol的设计，在什么时候考虑给输入输出添加val信号?
• Dataflow和pipeline有何区别？默认的pingpong RAM对应的硬件是什么？
• Unroll和Flatten有何区别？
• 重点在于针对for循环的优化，想把其尽可能完美地流水话，消掉bubble；或者硬件换时间
• HLS是通过建模计算不同操作的latency，来选取不同的硬件电路映射吗？得到的report并不是综合后电路结果
• 使用assert能综合出电路来？
• HLS会给后续电路布局布线留出一定时序余量，即在set_clock_uncertainty中指定的值，该值的存在也意味着，HLS和HDL的优化距离必然存在。
• 对不同的时钟频率可以生成不同的硬件结构，主要是考虑到在组合逻辑需要的时间固定的情况下，如5ns，若选取2ns为周期，则需要三拍，会出现额外的1ns浪费，因此HLS通过操作链接将其他占用1ns的操作链接到前序操作之后。
• 循环拆分，在每一个循环体中只对一个变量进行处理，不同变量之间可以彼此独立地进行优化，采取不同的优化措施。
• 循环起始间隔的取值为什么要交给设计人员来指定？和循环迭代延迟的区别指的是interval和latency？
• 32位的乘法需要使用比8位更深的流水线，来达到相同频率。
• hls_zcu102_0_基础流程与放弃
• 默认以函数为基本单位进行优化，为使其能和父函数一起进行优化，需要Inline
• FPGA并行编程
• UG902: The package xilinx_hls_lib_.tgz does not include the C arbitrary
  precision types defined in ap_cint.h. These types cannot be used with standard C compilers, only with
  the Vivado HLS cpcc compiler.
  但是有人指出“Apparently if you use a C++ based design and use the “ap_int.h” header file, we could do it. Also there is no copyright issue as mentioned in the documentation.” From Can I compile the C code I write in Vivado HLS using a gcc compiler?
• 写tb的时候一定需要预先给出参考输出值吗（借助matlab算）？
• 不能两个函数操控同一个数组吗？
• 为什么HLS没有浮点accumulator（不是CPU的用来存储中间结果的累加器？）而是浮点binary adder?二者区别很大吗？不能将加法器的一个输出接到输入上等效于accumulator?还是说此处的binary adder不是浮点类型的 可以这样，但是后一级adder会依赖于前一级的输出 ，不利于流水？
• 高级语言不适合位操作？
• 手动展开和unroll自动展开为什么会存在FF和LUT资源的区别？此处的FF指的是FIFO还是Flip Flop？
• cordic算法需要提前预算查找表，存储一些特定的函数值，但这些值本身也不是精准的，是人工手算的，否则会出现先用机器算了特定函数值，然后再基于此用CORDIC去求其他函数值，而本来可以直接用机器像算特定函数值一样去算。
  查找表选取的值使得其最大只能在-90~90之间进行旋转。

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进入到第一个困惑点，难道HLS就是写完c/c++，然后添加directive?我所看到的都是一些“八股式”的固定化的东西，应该如何去继续接下来的学习？这项技术目前看起来又不吸引我了。