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4.1.6. Pass-by-Value接口
对习惯于针对CPU编写代码的软件开发人员而言，按值传递数组中的每个单元可能并不直观，因为这样通常会导致许多函数调用或大型参数。然而，对于以FPGA器件为目标对象的代码，按值传递数组单元可使FPGA器件上的硬件更小，更简单。
可以将向量加法实例编码为按值传递向量数组单元，如下所示。struct用于按值传递整个数组（包含8个数据单元）。
当您使用struct传递数组时，还必须执行以下操作：
- 定义element-wise（两个张量之间的操作，在相应张量内的对应的单元进行操作）复制构造函数。
- 定义element-wise复制赋值运算符。
- 将hls_register存储器属性添加到定义中所有的struct成员。
struct int_v8 {
hls_register int data[8];
//copy assignment operator
int_v8 operator=(const int_v8& org) {
#pragma unroll
for (int i=0; i< 8; i++) {
data[i] = org.data[i] ;
}
return *this;
}
//copy constructor
int_v8 (const int_v8& org) {
#pragma unroll
for (int i=0; i< 8; i++) {
data[i] = org.data[i] ;
}
}
//default construct & destructor
int_v8() {};
~int_v8() {};
};
component int_v8 vector_add(
int_v8 a,
int_v8 b) {
int_v8 c;
#pragma unroll 8
for (int i = 0; i < 8; ++i) {
c.data[i] = a.data[i]
+ b.data[i];
}
return c;
}
该组件仅采用和处理向量a和向量b的8个元素，并返回向量c的8个元素。要计算实例的1024个单元，则需要调用该组件128次（1024/8）。在此前的实例中，组件包含流水线化的循环，再此该组件被多次调用，且每次调用都被流水线化。
以下图示显示编译该实例时System Viewer中生成的Function View。
图 28. 使用Pass-By-Value接口的vector_add组件的System Viewer Function View
该组件的延时为1，且其具有的循环启动间隔(II)为1。
通过英特尔 Quartus Prime编译流程编译 Intel® Arria® 10器件组件得到如下QoR指标：
使用pass-by-value接口的vector_add组件的 QoR指标显示使用较少ALM，更高组件fMAX与延时和II的优化值。该情况下，II与组件调用间隔相同。可每个时钟周期启动一次新的组件调用。启动间隔为1时，在128个周期中处理128次组件调用，因此总延时为128。
| QoR Metric | Pointer | Avalon® MM Host | Avalon® MM Agent | Avalon® ST | Pass-by-Value |
|---|---|---|---|---|---|
| ALMs | 15593.5 | 643 | 490.5 | 314.5 | 130 |
| DSPs | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| RAMs | 30 | 0 | 48 | 0 | 0 |
| fMAX (MHz)2 | 298.6 | 472.37 | 498.26 | 389.71 | 581.06 |
| Latency (cycles) | 24071 | 142 | 139 | 134 | 128 |
| Initiation Interval (II) (cycles) | ~508 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1用于计算QoR指标的编译流程采用英特尔 Quartus Prime Pro Edition 17.1。 |
| 2 fMAX的大小由计算单个seed得出。 |