嵌入式硬件开发学习教程——Xilinx Vivado HLS案例 （流程说明）
原创嵌入式硬件开发学习教程——Xilinx Vivado HLS案例 （流程说明）
原创
前 言
本文主要介绍HLS案例的使用说明，适用开发环境：Windows 7/10 64bit、Xilinx Vivado 2017.4、Xilinx Vivado HLS 2017.4、Xilinx SDK 2017.4。
Xilinx Vivado HLS（High-Level Synthesis，高层次综合）工具支持将C、C++等语言转化成硬件描述语言，同时支持基于OpenCL等框架对Xilinx可编程逻辑器件进行开发，可加速算法开发的进程，缩短产品上市时间。
本次案例用到的是创龙科技的TLZ7x-EasyEVM-S开发板，它是一款基于Xilinx Zynq-7000系列XC7Z010/XC7Z020高性能低功耗处理器设计的异构多核SoC评估板，处理器集成PS端双核ARM Cortex-A9 + PL端Artix-7架构28nm可编程逻辑资源，评估板由核心板和评估底板组成。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。
TLZ7x-EasyEVM-S评估板
TLZ7x-EasyEVM-S评估板评估板接口资源丰富，引出千兆网口、双路CAMERA、USB、Micro SD、CAN、UART等接口，支持LCD显示拓展及Qt图形界面开发，方便快速进行产品方案评估与技术预研。
HLS基本开发流程如下：
- HLS工程新建/工程导入
- 编译与仿真
- 综合
- IP核封装
- IP核测试
HLS案例目录详细说明如下表。
表 1
目录 | 目录 | 文件/目录 | 说明 |
|---|---|---|---|
hls_ip_demo | bin或hw/bin | xxx_xc7z010.bin/xxx_xc7z010.bit | xc7z010 PL端IP核测试可执行文件 |
xxx_xc7z020.bin/xxx_xc7z020.bit | xc7z020 PL端IP核测试可执行文件 | ||
project或hw/project | xxx_xc7z010 | xc7z010 PL端IP核测试Vivado工程 | |
xxx_xc7z020 | xc7z020 PL端IP核测试Vivado工程 | ||
sw | bin | PS端IP核测试裸机可执行文件 | |
project | PS端IP核测试裸机工程 | ||
vivado_hls | ip_package | xxx.zip | IP核 |
project | solution | 仿真方案 | |
src | HLS工程源码 | ||
test_bench | HLS工程仿真程序或测试文件 | ||
vivado_hls.app | HLS工程文件 |
HLS详细开发说明可参考产品资料如下文档。
- ug871-vivado-high-level-synthesis-tutorial.pdf
- ug902-vivado-high-level-synthesis.pdf
HLS开发流程说明
本章节以产品资料“4-软件资料\Demo\FPGA-HLS-demos\”目录下的led_flash案例为例，演示HLS开发流程。此案例的功能是由PL端控制评估底板的LED2进行闪烁。
在此之前，请将对应案例目录拷贝至Windows非中文路径下。
备注：Windows路径有长度限制，路径太长将会导致工程打开出错。
在进行本文如下操作前，请先按照调试工具安装文档安装Xilinx Vivado开发工具包。本文默认使用创龙科技的TL-DLC10下载器进行操作演示。
HLS工程导入
双击桌面如下图标打开Xilinx Vivado HLS 2017.4，并在弹出的界面中点击“Open Project”选择案例“vivado_hls\project\”目录，然后点击“确定”导入HLS工程。
图 1
图 2
图 3
亦可新建HLS工程，并使用C/C++等语言进行程序编写。
编译与仿真
仿真程序位于Test Bench目录下，用于验证Source目录下的HLS工程源码。
导入HLS工程后，点击(Run C Simulation)进行编译与仿真。
图 4
弹出如下界面，勾选“Launch Debugger”，并点击OK。
图 5
编译完成后，即可全速或单步运行进行仿真。
图 6
综合
本小节演示将C/C++等程序综合成为RTL设计，并生成综合报告。
点击界面右上角Synthesis返回至工程界面，然后点击开始进行综合。
图 7
图 8
综合完成后，报表文件将自动打开。
图 9
通过报表文件可查看本设计的时延、资源占用等信息。
图 10
IP核封装
综合完成后，点击生成IP核。
图 11
图 12
图 13
运行完成后，将会在案例“vivado_hls\project\solution1\impl\ip\”目录下生成IP核。
图 14
图 15
IP核测试
进入案例“hls_ip_demo\project\”或“hls_ip_demo\hw\project\”对应平台PL端IP核测试Vivado工程目录，双击.xpr文件打开工程，工程默认已添加待测试的IP核。
图 16
如需自行导入IP核，请参考如下步骤。
- 请点击“IP Catalog -> User Repository -> Add IP to Repository…”，在弹出的界面中选择IP核后点击OK。
图 17
图 18
- 右击“User Repository”后点击“Refresh Repository”，即可看到添加的IP核。
图 19
图 20
- 如需添加Vivado自带的IP核，点击“Open Block Design”，在弹出的界面中点击，并选择所需IP核将其导入工程。
图 21
图 22
点击Vivado界面左侧的“Generate Bitstream”选项，在弹出的界面中点击OK进行PL端IP核测试Vivado工程编译。
图 23
图 24
编译完成后，将会在工程“led_flash.runs\impl_1\”目录下生成.bit和.bin格式可执行文件。
图 25
参考PL端案例开发手册说明加载PL端.bit格式可执行文件，即可看到评估底板的LED2进行闪烁。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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