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AI 引擎系列 7 - 在仿真内通过追踪来可视化 AI 引擎事件（2022.1 更新）

<font color="#FF8000">作者：Florentw，AMD工程师；来源：AMD开发者社区</font>

在前几篇 AI 引擎系列博文中，我们讲解了 AI 引擎仿真器生成的用于执行 AI 引擎 (AIE) 应用功能验证的文本文件。

在本文中，我们将讲解如何生成追踪来观察计算图 (graph) 的状态，这也是执行性能分析的关键要素。

<strong>要求</strong>

下文要求您通读前几篇 AI 引擎系列博文。

<p><a href="https://xilinx.eetrend.com/content/2023/100574714.html">AI 引擎系列 1 - 从 AI 引擎工具开始（2022.1 更新)</a><br />
<a href="https://xilinx.eetrend.com/content/2023/100575023.html">AI 引擎系列 2 - AI 引擎 graph 简介 （2022.1 更新）</a><br />
<a href="https://xilinx.eetrend.com/content/2023/100575117.html">AI 引擎系列 3 - AI 引擎内核简介</a><br />
<a href="https://xilinx.eetrend.com/content/2023/100575652.html">AI 引擎系列 4 - 首次运行 AI 引擎编译器和 x86simulator（2022.1 更新）</a><br />
<a href="https://xilinx.eetrend.com/content/2023/100575896.html">AI 引擎系列 5 - 以 AI 引擎模型为目标运行 AI 引擎编译器（2022.1 更新）</a><br />
<a href="https://xilinx.eetrend.com/content/2023/100576210.html">AI 引擎系列 6 - 在 Vitis 分析器中分析 AI 引擎编译结果（2022.1 更新）</a><br />

<strong> 禁用编译器最优化</strong>
为了获得最详细的可视化，最好禁用编译器最优化。

要禁用编译器最优化，请右键单击 simple_application 工程，然后单击“C/C++ Build Settings”（C/C++ 构建设置）
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329041-biany…; alt=""></center>

随后在“Settings > AIE C Compiler > Miscellaneous”（设置 > AIE C 语言编译器 > 杂项）中，将“Optimization”（最优化）设置更改为“No Optimizations (xlopt=0)”（无最优化 (xlopt=0)）。
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329042-biany…; alt=""></center>

单击“Apply and Close”（应用并关闭），然后单击锤子图标重新编译“Simple Application”工程。

<strong> 从 AI 引擎仿真器生成 VCD 追踪</strong>
AI 引擎仿真器可按值变转储 (VCD) 文件形式来生成硬件信号的详细转储。仿真完成后，即可处理完该 VCD 文件并将其包含在各项事件中，每项事件都包含时间戳、不同事件类型和关联的数据。这些事件用于描述 AI 引擎应用的执行过程。

要从 Vitis IDE 生成 VCD 文件，请首先在“Project Explorer”（工程资源管理器）窗口中单击该 AI 引擎应用，然后单击“Run As > Run Configurations...”（运行方式 > 运行配置）。
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329043-biany…; alt=""></center>

在“Run Configurations”窗口中，启用“Generate Traces”（生成追踪）并选中 VCD。
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329044-biany…; alt=""></center>

单击“Run”（运行）即可启动仿真。这样我们即可看到下列命令的执行过程：
aiesimulator --pkg-dir=./Work --i=.. --dump-vcd=foo

通过与先前运行过程相比较，即可看到本轮运行添加了 --dump-vcd=<file name> 选项用于生成 VCD 追踪。

仿真完成后，可以看到在 Emulation-AIE 文件夹下创建的 VCD 文件 (foo.vcd)。
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329045-biany…; alt=""></center>

<strong> 使用 Vitis 分析器分析追踪</strong>
运行仿真后，Vitis 会生成 Vitis 分析器文件，其中包含仿真输出。
打开 Emulation-AIE/aiesimulator_output 下的 default.aierun_summary 文件。
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329046-biany…; alt=""></center>

这样即可打开 Vitis 分析器工具。

在“Trace”（追踪）选项卡中，会显示追踪信息，包括核、DMA、锁定与信号线的状态（按功能块来组织）
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329047-biany…; alt=""></center>

此视图对于估算内核的执行时间很有用。例如，其中可以看到首个内核的首次调用于 556.8 ns 后开始，并于 729.6 ns 后结束。因此该内核执行时间达 172.8 ns 或 216 个时钟周期，其中 AI 引擎运行频率为 1250 MHz。
<center><img src="https://cdn.eetrend.com/files/2024-01/wen_zhang_/100577027-329048-biany…; alt=""></center>