Intel®高层次综合编译器专业版: 最佳实践指南

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ID 683152
日期 12/04/2023
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1. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南 2. 编码和编译组件的最佳实践 3. FPGA概念 4. 接口最佳实现 5. 循环的最佳实践 6. fMAX瓶颈最佳实践 7. 存储器架构最佳实践 8. 任务系统最佳实践 9. 数据类型最佳实践 10. 高级故障排查 A. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南存档 B. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南文档修订历史
1. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南 x
1.1. Intel® HLS Compiler待弃用
3. FPGA概念 x
3.1. FPGA架构概述 3.2. FPGA硬件设计概念 3.3. 硬件设计方法
3.1. FPGA架构概述 x
3.1.1. 自适应逻辑模块(ALM) 3.1.2. 数字信号处理(DSP)模块 3.1.3. 随机存取存储器 (RAM) 块
3.1.1. 自适应逻辑模块(ALM) x
3.1.1.1. 查找表（LUT） 3.1.1.2. 寄存器
3.2. FPGA硬件设计概念 x
3.2.1. 最大频率(fMAX) 3.2.2. 延时 3.2.3. 流水线 3.2.4. 吞吐量 3.2.5. 数据通路 3.2.6. 控制通路 3.2.7. 占用
3.3. 硬件设计方法 x
3.3.1. 源代码如何成为自定义硬件数据通路 3.3.2. 调度(Scheduling) 3.3.3. 将并行模型映射到FPGA硬件 3.3.4. Memory Types（存储器类型）
3.3.1. 源代码如何成为自定义硬件数据通路 x
3.3.1.1. 将源代码指令映射到硬件 3.3.1.2. 映射数组及其对硬件的访问
3.3.2. 调度(Scheduling) x
3.3.2.1. 动态调度 3.3.2.2. 数据通路集群 3.3.2.3. 集群之间握手
3.3.3. 将并行模型映射到FPGA硬件 x
3.3.3.1. 数据并行性 3.3.3.2. 任务并行性
3.3.3.1. 数据并行性 x
3.3.3.1.1. 同时执行独立操作 3.3.3.1.2. 流水线
3.3.3.1.2. 流水线 x
3.3.3.1.2.1. 组件内的流水线循环 3.3.3.1.2.2. 流水线跨组件调用
3.3.4. Memory Types（存储器类型） x
3.3.4.1. 组件存储器 3.3.4.2. 外部存储器
4. 接口最佳实现 x
4.1. 为组件选择适合的接口 4.2. 可变延时MM主接口的LSU控制 4.3. 避免指针混淆
4.1. 为组件选择适合的接口 x
4.1.1. 指针接口 4.1.2. Avalon® 存储器映射主接口（Host Interface） 4.1.3. Avalon® 存储器映射从存储器（Agent Memories ） 4.1.4. Avalon® 存储器映射从存储器（Agent Register ） 4.1.5. Avalon® Streaming（流）接口 4.1.6. Pass-by-Value接口
5. 循环的最佳实践 x
5.1. 在循环中调用硬件以重复使用 5.2. 并行化循环 5.3. 构建Well-Formed（结构良好）的循环 5.4. 最小化循环携带的依赖性 5.5. 避免复杂循环退出条件 5.6. 将嵌套循环转换为单个循环 5.7. 将if-Statements放置在循环嵌套中尽可能最低的范围 5.8. 在尽可能深的范围内声明变量 5.9. 提升Loop II以提高fMAX 5.10. 控制循环交叉存取
5.2. 并行化循环 x
5.2.1. 流水线循环 5.2.2. 展开循环（Unroll Loop） 5.2.3. 实例：循环流水线和展开
6. fMAX瓶颈最佳实践 x
6.1. 平衡目标fMAX和目标II
7. 存储器架构最佳实践 x
7.1. 实例：覆盖组合式存储器架构 7.2. 实例：覆盖Banked存储器架构 7.3. 合并存储器减少面积 7.4. 实例：指定局部存储器地址的Bank选择位
7.3. 合并存储器减少面积 x
7.3.1. 实例：从深度方向合并存储器 7.3.2. 实例：从宽度方向合并存储器
8. 任务系统最佳实践 x
8.1. 并行执行多个循环 8.2. 共享昂贵计算块 8.3. 实现层次设计 8.4. 平衡任务系统中的容量
8.4. 平衡任务系统中的容量 x
8.4.1. 启用 Intel® HLS Compiler来推断数据通路缓冲区容量要求 8.4.2. 必要时对设计明确添加缓冲容量
9. 数据类型最佳实践 x
9.1. 避免隐式数据类型转换 9.2. 使用ac_int数据类型时避免负位移
10. 高级故障排查 x
10.1. 仅在仿真中出现的组件失败 10.2. 组件的结果质量较差
1. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南
2. 编码和编译组件的最佳实践
3. FPGA概念
4. 接口最佳实现
5. 循环的最佳实践
6. fMAX瓶颈最佳实践
7. 存储器架构最佳实践
8. 任务系统最佳实践
9. 数据类型最佳实践
10. 高级故障排查
A. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南存档
B. Intel® HLS Compiler Pro版最佳实践指南文档修订历史

2. 编码和编译组件的最佳实践

验证组件功能正确后，可能需要提高组件的性能和 FPGA面积的利用率。了解有关组件编码和编译的最佳实践，以便确定有助于优化您组件的实践。

优化组件时，如果在以下领域应用最佳实践技术，请大致按照列出的顺序。另外，请查看随 Intel® High Level Synthesis (HLS) Compiler提供的设计实例和教程，了解如何实现其中一些技术。

要了解完整的 Intel® HLS Compiler设计流程实例，可以先通过YouTube上的Intel FPGA频道观看 HLS Walkthrough 系列视频或者在 <quartus_installdir>/hls/examples/tutorials/usability中找到完整的full-design教程。
  • 理解FPGA概念

    帮助您充分利用 Intel® HLS Compiler的关键最佳实践是理解关于FPGA的重要概念。通过对FPGA架构的理解，以及一些FPGA硬件设计概念和方法，您就能充分发挥目标FPGA器件的优势创建更好的设计。

  • 接口最佳实现

    通过使用 Intel® High Level Synthesis Compiler，您的组件可以有多种接口：从基本线路到Avalon Streaming和Avalon Memory-Mapped Host接口。反复查看接口最佳实践有助于为组件选择并配置正确的接口。

  • 循环的最佳实践

    Intel® High Level Synthesis Compiler通过流水线方式进行循环以提高吞吐量。反复查阅这些循环的最佳实践可了解优化循环的技术从而促进组件性能提高。

  • 存储器架构最佳实践

    通过使该架构适应组件中的存储器访问码型， Intel® High Level Synthesis Compiler可推断出组件中有效的存储器架构（如，存储器宽度，bank和端口的数量）。查看存储器架构最佳实践从而了解如何从编译器中获得组件的最佳存储器架构。

  • 任务系统最佳实践

    使用组件中的HLS任务系统使您能够实现多种设计结构，包括并行执行多个驯化按和共享昂贵的计算块。

  • 数据类型最佳实践

    组件中的数据类型，及其可能进行的变换或转换会极大影响组件的性能和FPGA面积的使用。反复查看数据类型最佳实践获得以最佳方式控制组件中数据类型大小和变换的技巧和指导。

  • 替代算法

    Intel® High Level Synthesis Compiler 让您快速编译组件，以初步了解组件的性能和面积利用率。利用该速度尝试更大的算法更改，来了解这些更改如何影响您的组件性能。

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