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目 录 前 言 3 1 HLS 开发流程说明 5 1.1 HLS 工程导入 5 1.3 综合 8 1.4 IP 核封装 10 1.5 IP 核测试 14
前 言 本文主要介绍 HLS 案例的使用说明，适用开发环境： Windows 7/10 64bit、Xilinx Vivado 2017.4 、Xilinx Vivado HLS 2017.4 、Xilinx SDK 2017.4。
Xilinx Vivado HLS (High-Level Synthesis，高层次综合) 工具支持将 C 、C++等语言转化 成硬件描述语言，同时支持基于 OpenCL 等框架对 Xilinx 可编程逻辑器件进行开发，可加 速算法开发的进程，缩短产品上市时间。 HLS 基本开发流程如下： (1) HLS 工程新建/工程导入 (2) 编译与仿真 (3) 综合 (4) IP 核封装 (5) IP 核测试 测试板卡是基于创龙科技Xilinx Zynq-7000系列XC7Z010/XC7Z020高性能低功耗处理器设计的异构多核SoC工业级核心板。 HLS 案例位于产品资料“4-软件资料Demo FPGA-HLS-demos”目录下， 案例目录详细 说明如下表。
表 1 目录 | 目录 | 文件/目录 | 说明 | hls_ip_demo | bin 或 hw/bin | xxx_xc7z010.bin/xxx_xc7z010.bit | xc7z010 PL 端 IP 核测试可执行文件 | xxx_xc7z020.bin/xxx_xc7z020.bit | xc7z020 PL 端 IP 核测试可执行文件 | project 或 hw/project | xxx_xc7z010 | xc7z010 PL 端 IP 核测试 Vivado 工程 | xxx_xc7z020 | xc7z020 PL 端 IP 核测试 Vivado 工程 | sw | bin | PS 端 IP 核测试裸机可执行文件 | project | PS 端 IP 核测试裸机工程 | vivado_hls | ip_package | xxx.zip | IP 核 | project | | 仿真方案 | src | HLS 工程源码 | test_bench | HLS 工程仿真程序或测试文件 | vivado_hls.app | HLS 工程文件 |
HLS 详细开发说明可参考产品资料“6-开发参考资料Xilinx 官方参考文档”目录下 的如下文档。 (1) ug871-vivado-high-level-synthesis-tutorial.pdf (2) ug902-vivado-high-level-synthesis.pdf
1 HLS 开发流程说明 本章节以产品资料“4-软件资料DemoFPGA-HLS-demos”目录下的 led_flash 案例为 例， 演示 HLS 开发流程。此案例的功能是由 PL 端控制评估底板的 LED2 进行闪烁。 在此之前， 请将对应案例目录拷贝至 Windows 非中文路径下。 备注： Windows 路径有长度限制，路径太长将会导致工程打开出错。 在进行本文如下操作前，请先按照调试工具安装文档安装 Xilinx Vivado 开发工具包。 本文默认使用创龙科技的 TL-DLC10 下载器进行操作演示。
1.1 HLS 工程导入 双击桌面如下图标打开Xilinx Vivado HLS 2017.4，并在弹出的界面中点击“Open Project” 选择案例“vivado_hlsproject”目录，然后点击“确定”导入 HLS 工程。 图 1 图 2 图 3 亦可新建 HLS 工程，并使用C/C++等语言进行程序编写。
1.2 编译与仿真 仿真程序位于 Test Bench 目录下，用于验证Source 目录下的 HLS 工程源码。 导入 HLS 工程后，点击 (Run C Simulation)进行编译与仿真。
图 4 弹出如下界面， 勾选“Launch Debugger” ，并点击 OK。 图 5 编译完成后，即可全速或单步运行进行仿真。
图 6 1.3 综合 本小节演示将 C/C++等程序综合成为 RTL 设计，并生成综合报告。 点击界面右上角Synthesis 返回至工程界面，然后点击 进行综合。 图 7
图 8 综合完成后，报表文件将自动打开。 图 9 通过报表文件可查看本设计的时延、资源占用等信息。 图 10
1.4 IP 核封装 综合完成后，点击 生成 IP 核。 图 11 图 12 图 13 运行完成后，将会在案例“vivado_hlsprojectsolution1implip”目录下生成 IP 核。
图 14 图 15
从 2022 年 1 月 1 日起，Vivado HLS 和 Vitis HLS 的导出 IP 命令将无法正常使用。原因 是 HLS 工具将 ip_version 设置为 YYMMDDHHMM 格式， 该值作为带符号整数(32 位) 访 问，会导致溢出并产生如下类似错误。 图 16 根据 Xilinx 官方建议，请将产品资料“4-软件资料Tools”目录下的y2k22_patch- 1.2.zip 补丁解压至 Vivado 2017.4 安装路径下。 图 17
确保 Windows 下已安装 Python 工具(2.7.5 版本以上)，进入 Vivado 2017.4 安装路 径根目录下， 执行如下命令使用 Python 工具安装补丁。 安装完成后， 即可重新进行 IP 核 封装。 CMD# cd /d E:AppxilinxVivado CMD# python y2k22_patchpatch.py 图 18
1.5 IP 核测试 进入案例“hls_ip_demoproject”或“hls_ip_demohwproject”对应平台 PL 端 IP 核测 试 Vivado 工程目录，双击.xpr 文件打开工程，工程默认已添加待测试的 IP 核。 图 19 如需自行导入 IP 核， 请参考如下步骤。 (1) 请点击“IP Catalog -> User Repository -> Add IP to Repository …” ，在弹出的界面中选择 IP 核后点击 OK。
图 20 图 21
(2) 右击“User Repository”后点击“Refresh Repository”，即可看到添加的 IP 核。 图 22 图 23 (3) 如需添加 Vivado 自带的 IP 核， 点击“Open Block Design”，在弹出的界面中点击 ， 并选择所需 IP 核将其导入工程。
图 24 图 25 点击 Vivado 界面左侧的“Generate Bitstream”选项，在弹出的界面中点击 OK 进行 PL 端 IP 核测试 Vivado 工程编译。 图 26 图 27 编译完成后，将会在工程“led_flash.runsimpl_1”目录下生成.bit 和.bin 格式可执行文 。 图 28 参考 PL 端案例开发手册说明加载 PL 端.bit 格式可执行文件，即可看到评估底板的 LED2 进行闪烁。
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