文章来源:阿尔法技术圈微信公众号
Xilinx 推出的 Vivado HLS 工具可以直接使用 C、C++或 System C 来对 Xilinx 系列的 FPGA 进行编程,从而提高抽象的层级,大大减少了使用传统 RTL 描述进行 FPGA 开发所需的时间。
Vivado HLS 的功能简单地来说就是把 C、C++ 或 SystemC 的设计转换成 RTL 实现,这样就可以在 Xilinx FPGA 或 Zynq 芯片的可编程逻辑中综合并实现,我们仍然是在进行硬件设计,只不过使用的不再是硬件描述语言。
以实现 LED 闪烁为例,通过使用 HLS 生成一个 LED 闪烁 IP,并导入到 Vivado 中验证,学习掌握使用 HLS 快速设计 IP 的方法。
HLS 设计
打开 HLS,点击 Create New Project:
填写工程名字,选择工程保存路径,注意不可包含中文,点击 Next:
填写顶层函数名字,点击 Next:
暂时不添加文件,点击 Next:
Clock Period 为运行时钟的周期,默认是 10ns,Clock Uncertainty 默认为时钟周期的 12.5%。点击 ... 选择芯片类型:
我们使用的验证板卡为黑金的 ZYNQ7035 开发板,搜索选中 xc7z035fbg676,点击 OK:
点击 Finsh,工程配置完成:
等待工程创建完毕,如图所示:
添加源文件,右键 Source-->New File:
在工程目录下新建 src 文件夹,创建 .c 文件,文件命名和顶层函数一致:
在源文件中添加源代码,代码功能是实现一个 LED 的闪烁:
#include
#define DELAY 50000000
void led_ctrl(uint1 *led)
{
int i = 0;
for(i = 0; i < DELAY; i++)
{
if(i < DELAY / 2)
{
*led = 1;
}
else
{
*led = 0;
}
}
}
如下图所示:
点击 Run C synthesis 对代码进行综合:
综合完成后可以查看综合报告:
重点关注生成的接口信息,如图所示:
此次我们实现的功能相对比较简单,采用更为简单的 ap_ctrl_none 和 ap_none 协议来综合,在源代码中添加两行指令:
#pragma HLS INTERFACE ap_none port=led
#pragma HLS INTERFACE ap_ctrl_none port=return
保存后再次进行综合:
综合完成后查看综合报告,端口简化了许多:
点击 Export RTL 导出 IP:
保持默认设置,点击 OK:
等待导出完成:
在目录下可以看到导出的 IP:
如果在导出 RTL 时报如下错误:
参考解决方案:https://blog.csdn.net/weixin_44550536/article/details/135245454
IP 验证
创建 Vidado 基础工程,在工程目录下创建 ip_repo 文件夹,将 HLS 创建的 IP 复制过来并解压缩:
在 Vivado 中导入创建的 IP,点击菜单栏 Tool-->Settings:
点击 IP --> Repository,点击右侧 + 号:
找到 IP 存放路径,点击 Select:
在弹出的界面中可以看到已经识别出来的 IP,点击 OK:
创建 Block Design,首先导入一个 Utility Vector Logic:
将其配置成 1 位位宽的非门:
导入我们创建的 IP:
如图连接两个 IP 并创建外部端口:
选择 Validate Design 验证设计,验证无误后保存设计:
执行 Generate Output Products 和 Create HDL Wrapper:
由于验证板卡时钟为差分输入,这里将 wrapper 文件稍作修改:
添加约束文件:
点击 Generate Bitstream,对设计进行综合、实现、并生成 Bitstream 文件。
板级验证
将比特流文件下载到开发板中,实现效果:
参考来源
正点原子领航者
黑金 ZYNQ7035