HLS開發學習-06- 數據類型的處理-- HLS 中的複合數據類型

寫在前面

本文是本系列專題的第六篇，參考高亞軍老師的視頻教程以及課程的ppt，主要介紹了vivado HLS數據類型的處理，結構體和枚舉類型的處理。

結構體

結構體當struct被用作頂級函數的參數時，

標量成員被實現爲標準標量端口
默認情況下，數組被實現爲內存端口。

工程中建議-在頭文件中定義結構體。

結構上的元素可以通過數據打包優化打包到單個向量中

• Byte_pad
• • field_level
• • struct_level
    

結構體示例

簡單說明下這個例子，有過C基礎的人都大致瞭解這個的操作，這裏說一下結構體的大小：A佔用1字節，B是位寬爲4的長度爲4的數組，佔用4個字節所以一個結構體一共佔用了5個字節。具體功能很簡單這裏就不細說了。

Data pack mode

數據打包的方式，這裏我們在directive中可以進行配置，打包的模式。

field_level

field_level下的打包方式是：首先對每位數據都進行在標準字節長度下進行打包，這裏的A位寬爲4，但是一個字節位寬爲8，所以A需要拓展爲8位，如果A位寬爲13，那麼則需要打包在兩個字節下，也即是打包的數據位寬爲16。

struct_level

struct_level下的打包方式是：先打包結構，然後在標準字節長度下進行打包。和field_level相比，前者爲所有數據都爲8的倍數，後者則沒有限制數據位寬，可以任意位寬，但是在整體打包後，需要對打包後的數據長度進行限制，化爲整字節的長度。

打包方式對比

教程提及，兩種的打包方式效果相似，暫時不作爲區分
數據包可以減少延遲和初始間隔，即提高吞吐量
下面是剛剛的那個example的資源報表，經過了數據打包的操作，for循環展開，並行化處理，所以減少了延遲，提高了吞吐量。

這裏老師提到了對於仿真的設置，可以創建虛擬總線（這裏我暫時沒接觸到，暫時不深究）

枚舉類型

枚舉類型(也稱爲枚舉)是一種數據類型，其中每個可能的值都定義爲符號常量(稱爲枚舉器)

• 枚舉是通過enum關鍵字聲明的
• 每個枚舉數將根據其在枚舉列表中的位置自動分配一個整數值
• 默認情況下，第一個枚舉器被分配整數值0，每個後續枚舉器都有一個比前一個枚舉器大1的值

枚舉示例

根據剛剛介紹的枚舉的處理，結合這裏的例子，我們可以看出，在我們的函數調用的時候可以在case的索引值，相比原先的數字，我們可以更加直觀的看出來每一個case的條件下執行的是具體哪種操作，我們可以利用枚舉給每一步的操作命名。

Vivado HLS將自動推斷模式的數據寬度，儘管默認情況下它是int該值與頭文件中枚舉類型定義的值一致，從仿真看出，工具和描述一致。

小結

Vivado HLS可以同時支持struct和enum結構和枚舉
都可以在頂層函數接口上
如果結構在頂層函數接口，它可以通過數據包指令打包
如果頂級函數接口上的枚舉，它實際上是一個整數，Vivado HLS將自動推斷出數據寬度。

簡單來說，HLS下進行結構體的調用時候，我們可以進行data pack 從而提高程序的效率，而引用枚舉，目前我認爲的實用操作就是在case下指示每一步操作，提高我們程序的可讀性。