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【HLS】pragma HLS bundle的用法 AXI接口

news 来源：原创 2025/6/26 8:23:36

0.代码段

#include "ap_int.h"#define N 100 // 定义向量的长度// C++ 函数原型
// a, b 是输入向量（数组）
// c 是输出向量（数组）
// length 是向量的实际处理长度
void vec_add(int* a, int* b, int* c, int length) {// #pragma 指令区域// 1. 将所有函数参数（包括函数返回本身）都映射到 AXI-Lite 从设备接口上//    'bundle=control' 将它们组织在一起#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return bundle=control#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=a bundle=control#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=b bundle=control#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=c bundle=control#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=length bundle=control// 2. 核心算法：一个简单的 for 循环//    这个循环是实现硬件逻辑的关键VADD_LOOP: for (int i = 0; i < length; i++) {#pragma HLS PIPELINE II=1 // 指令：告诉HLS将循环体进行流水线优化，目标是每个时钟周期启动一次新的循环迭代（Initiation Interval = 1）c[i] = a[i] + b[i];}
}

解释所选择的 bundle=control 这段代码的含义。这是一个非常核心的 HLS 概念，用于组织和管理硬件接口。

1. `bundle=...` 是什么意思？

bundle 的字面意思是“捆绑”或“打包”。在 HLS 的 pragma 指令中，bundle 是一个关键字，它的作用是将多个独立的端口（port）分组，并将它们映射到同一个物理总线接口上。

如果没有 bundle，默认情况下，HLS 可能会为每个 s_axilite 接口创建一个独立的、物理的 AXI-Lite 端口，这将导致硬件上有大量的冗余引脚和接口逻辑。

2. `bundle=control` 代表什么？

control 在这里是一个你自定义的名称。它代表这个特定捆绑组的名字。

所以，bundle=control 的完整含义是：
“请将这个端口（例如 port=b）加入到一个名为 control 的捆绑包中。所有同样声明为 bundle=control 的端口，都将被合并到同一个 AXI-Lite 从设备接口上。”

在你当前的 Canvas 代码中，return, a, b, c, 和 length 这五个端口都被捆绑到了名为 control 的组里。这意味着 HLS 将会：

只生成一个 AXI-Lite 从设备物理接口。
在这个接口的统一地址空间内，为 a, b, c, length 这些数据端口，以及 ap_start, ap_done 等控制信号（由 port=return 引入）分配不同的地址。

这正是我们之前讨论的，处理器可以通过一个接口、访问不同地址来配置所有参数和控制任务的启动/停止。

3. 如果 `bundle` 的是不同名字，哪里不一样？

这是一个非常棒的延伸问题，能帮助你理解其灵活性。

假设你把代码改成这样：

// ...
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return bundle=control
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=a bundle=config
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=b bundle=config
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=c bundle=config
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=length bundle=control
// ...

这里我们创建了两个不同的捆绑包：control 和 config。

HLS 在综合后，生成的 Verilog 顶层模块将会拥有两个独立的 AXI-Lite 从设备物理接口！

第一个接口（名为 s_axi_control）:
- 这个接口会包含 ap_start/ap_done 等控制信号和 length 变量的寄存器。
- 它会有一套完整的 AXI 信号，如 s_axi_control_AWADDR, s_axi_control_WDATA 等。
第二个接口（名为 s_axi_config）:
- 这个接口会包含 a, b, c 三个指针变量的地址寄存器。
- 它会有另一套完全独立的 AXI 信号，如 s_axi_config_AWADDR, s_axi_config_WDATA 等。