高层次综合hls设计第一章

• 高层次综合

1. 高层次综合的优势

Xilinx的VIVADO HLS高层次综合工具，其设计是将C语言转换为RTL寄存器传输级实现，从而在FPGA实现算法功能，但是需要注意的是，这里的C语言设计和传统单片机或者ARM或者PC上的C语言设计是有本质区别的，这里的C语言设计本身要遵守C语言设计规范，同时也要符合硬件设计特性，也就是说C语言编写的代码是能够有硬件资源映射出来的，你写C代码是具有电路或者电路组件的严格物理意义的，你写的C语言，到底是代替寄存器reg，还是wire连线，还是mux多路复用，还是swith选择，是作为FIFO还是作为RAM，接口封装是封装为普通的IO端口，还是FIFO接口，或者RAM接口，或者stream接口，lite接口，还是memory接口。

代码设计总体分为三个子集，C语言设计方式，C++设计方式，以及SystemC设计方式，其中C/C++设计归为一类，SystemC设计单独分为一类。这么分类的原因是C/C++设计只能设计同步逻辑，对异步逻辑设计是无能为力的；SystemC是可以设计异步逻辑的，多时钟设计逻辑也是使用SystemC来进行设计的。

基于FPGA平台设计C语言，是充分利用FPGA可以充分利用大规模并行处理架构，性能，成本和功耗比传统处理器更胜一筹。

高层次综合设计的专门文档为UG998.

高层次综合作为一个桥梁，连接了硬件设计和软件设计，将传统的两个门类进行了打通，从而提高了设计效率。设计效率的提高表现在：

1. 提高了硬件任意的设计和工作效率，主要体现在，你不用利用verilog或者VHDL来对算法原理进行描述实现，而是从更高维度来进行算法的设计和实现。
2. 在充分利用硬件性能的同时，硬件设计任意在比较高层次进行设计工作，减少了工作量缩短了设计周期
3. 为软件设计任意提升了系统性能，软件人员直接转硬件设计需要时间和周期，高层次设计让软件设计人员也不需要太精通硬件设计的情况也，能够快速的入门算法硬件加速设计
4. 软件人员即使不懂FPGA开发，也可以着手FPGA算法移植工作。
5. 通过高级综合工具，你可以基于C语言进行FPGA平台的算法开发
6. 开发时间大大降低
7. C语言平台可以进行仿真验证
8. 通过指令集优化指令来控制C语言综合进程
9. 复杂算法实现