YunSDR小课堂-Versal Al Engine 开发指南(第102讲)

judy 在周三, 06/24/2026 - 15:12 提交

3. AIE设计教程

AI引擎开发设计教程展示了AI引擎应用程序开发的两个主要阶段：构建应用程序和开发内核。这两个阶段在本教程中进行了演示。

Versal自适应SoC将可编程逻辑（PL）、处理系统（PS）和AI引擎与领先的内存和接口技术相结合，为任何应用提供强大的异构加速。硬件和软件面向数据科学家和软件、硬件开发人进行编程和优化。

3.1 Beaforming Tutorial

本教程演示了在AI Engine、PL和PS上运行的波束成形系统的创建，以及在该异构上运行设计的验证。

本教程分为多个模块，它解释了如何创建自定义嵌入式平台、裸机主机应用程序和基于Petalinux的自定义Linux主机应用程序，以及完整Versal自适应SoC系统集成背景下的硬件仿真和硬件构建流程。每个模块都是用Makefile来构建设计的相关方面。

01 概述

本波束成形教程是使用AI引擎、PL和PS资源的系统级设计。该设计展示了以下功能：

PL和AI引擎资源的高利用率，这需要先进的时序收敛技术
定制平台创建
实现上下波束成形矩阵乘法的AI Engine graph
与AI Engine交互并以400MHz运行的RTL内核
可扩展的架构，只需要开发少量内核，并且可以多次复制以扩展计算能力
裸机和Petalinux 主机应用程序开发流程
高利用率设计的时序收敛方法
硬件仿真
分层Makefile结构可突出显示构建步骤之间的依赖关系，并展示多个开发人员同时在同一存储库上工作的方法（AI引擎开发人员、RTL设计人员和软件开发人员）

02 工具安装

1.获取在AMD工具中启用SE设备的许可证license

2.获取AI Engine工具的许可证license

3.按照Petalinux工具文档（UG1144）说明下载并安装Petalinux工具

4.下载VCK190 Petalinux BSP

5.下载xilinx-versal-common-v2025.1_05221048.tar.gz

解压后：./sdk.sh -y -d /home/sdr/Tools/xilinx-versal-common-v2025.1 -p

要构建并运行波束成形教程，请下载并安装以下工具：

Vitis Unified Software Development Platform 2025.1
The Xilinx Run Time（XRT）
Petalinux

03 环境配置

安装完Vitis软件平台后，更新shell环境脚本，将必要的环境变量设置为系统特定路径。

1.使用您的文件路径编辑sample_env_setup.sh

需要设置的内容：

第12行：替换为安装的vitis环境基础平台：/home/sdr/Tools/Xilinx/2025.1/Vitis/base_platforms

第13行：替换为vitis安装路径：/home/sdr/Tools/Xilinx/2025.1/Vitis

第14行：替换为官方通用镜像包：/home/sdr/Tools/xilinx-versal-common-v2025.1

第15行：替换为BSP包存放路径：

/home/sdr/liuxb/workspace/xcvc1902_se/03-beamforming/Module_07_Petalinux/bsp/release

第16行：BSP包文件名

第19行：注释

第25行：替换为Petalinux安装路径：source /home/sdr/Tools/petalinux/settings.sh

如下图所示：

2.设置环境脚本：source sample_env_setup.sh

3.输出以下信息，表示工具已经正确安装：

04 系统设计概述

本教程展示了在xcvc1902 versal自适应SoC器件上实现的具有32层和64个天线的波束成形系统。波束成形系统由下行链路子系统组成，其中包含DL64A32L AI Engine子图以及dlbf_data、dlbf_coeff和dlbf_slave PL RTL内核。波束成形系统还由上行链路子系统组成，其中包含UL64A32L AI Engine子图以及ulbf_data、ulbf_coeff和ulbf_slave RTL内核。下行链路和上行链路一起实现M=32层和N=64个天线的上行链路和下行链路矩阵乘法方程并计算样本数据。将结果与参考下行链路和上行链路结果数据进行比较以进行验证。整个波束成形系统复制了3次，以充分利用可用的AI Engine和PL资源。

05 工程编译

1.由于官方给定的例程板卡指定的为xcvc1902-vsva2197-2MP-e-S，因此需要指定芯片类型：xcvc1902_SE-vsva2197-2MP-i-S;

在工程根目录下的终端命令行下输入:

find ./ -type f -exec sed -i 's/xcvc1902-vsva2197-2MP-e-S/xcvc1902_SE-vsva2197-2MP-i-S/g' {} +