Vivado HLS中常見的接口類型

Vivado HLS中常見的接口類型有：

1. ap_none

默認(rèn)類型，該類型不適用任何I/O轉(zhuǎn)換協(xié)議，它用于表示只讀的輸入信號，對應(yīng)于HDL中的wire類型。

2. ap_stable

只用于輸入信號，其具體實現(xiàn)方式仍為ap_none。它用于向Vivado HLS的綜合器表明該信號在兩次復(fù)位之間值是不變的。

3. ap_vld

在數(shù)據(jù)端口port_name的基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個額外的數(shù)據(jù)有效信號指示_vld。

4. ap_ack

在數(shù)據(jù)端口port_name的基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個額外的應(yīng)答信號指示_ack。

5. ap_hs

使用該類型，則會同時創(chuàng)建額外的數(shù)據(jù)有效信號和應(yīng)答信號，其效果相當(dāng)于ap_vld與ap_ack之和。

6. ap_ovld

對于輸入信號，其效果與ap_none是一樣的。

對于輸出信號，其效果與ap_vld是一樣的。

對于雙向（inout）類型的信號，輸入使用ap_none，輸出使用ap_vld進行處理。

7. ap_memory

把對數(shù)組的讀寫等效為對外部RAM的引用。

8. ap_fifo

把對數(shù)組、指針和參數(shù)引用的讀寫用FIFO的方式來實現(xiàn)。

9. ap_bus

把對指針和參數(shù)引用的讀寫用總線接口的方式來實現(xiàn)。

在TCL腳本中，我們也可以對接口類型進行更改。在圖形化的開發(fā)界面中，可以直接在directives.tcl中進行規(guī)則的編輯，如圖1所示。

圖1 通過TCL配置改變端口類型

此外，我們還可以通過在Vivado HLS中的Directive視圖中選擇INTERFACE來進行更改，如圖2所示。

圖2 接口的類型選擇

例如：

void adders_io(intin1,intin2,int*in_out1)

{

*in_out1 = in1 + in2 + *in_out1;

}

這里我們使用了指針。從其本質(zhì)上來說，指針是一個“雙向”的類型，即它即可以做為輸入，同時也可以用來輸出。在默認(rèn)的情況下，端口的綜合結(jié)果如圖3所示。

圖3 默認(rèn)情況下的端口綜合結(jié)果

如果按照圖1中的示例對端口類型進行指定，則C綜合之后的結(jié)果如圖4所示。

圖4 自定義端口類型之后的端口綜合結(jié)果

在圖1的示例中，我們指定了端口的類型，所以對比圖3與圖4，可以看出，端口in1和in2的類型從默認(rèn)的ap_none變?yōu)樽远x的ap_vld，并且分別具有了對應(yīng)的數(shù)據(jù)有效指示位in1_ap_vld和in2ap_vld。

一、Block-level接口協(xié)議(塊級接口協(xié)議,與函數(shù)本身相關(guān)聯(lián)，不與任何數(shù)據(jù)端口相關(guān)聯(lián))

Block-Level Interface端口：
顧名思義，Block端口的作用就是用來控制Block的操作。它在c參數(shù)中沒有直接的對應(yīng)，但是它對應(yīng)了c函數(shù)的調(diào)用/返回過程。默認(rèn)Block端口都會加上，如果不需要，可以對函數(shù)頂層設(shè)置ap_none。

ap_ctrl_none:沒有塊級I/O控制協(xié)議

ap_ctrl_chain:它同ap_ctrl_hs幾乎一樣，除了多出一個輸入信號ap_continue，它可以使得下游模塊控制上游模塊的運行/終止。不過這種模式比較不常用，所以有興趣的讀者，可以自己去研究相關(guān)的文檔。

ap_ctrl_hs:塊級I/O控制握手協(xié)議，我們已經(jīng)采用的(ap_start,ap_ready,ap_idle,ap_done)

ap_ctrl_hs是默認(rèn)的端口類型，它綜合出來的端口會有額外的4個系統(tǒng)控制信號，如下所示：
圖片居中使用：

其端口行為時序如下：

在ap_rst釋放后，ap_start高電平啟動模塊的運行，然后ap_idle立即拉低表明模塊不再空閑。

ap_ready拉高表明本模塊已經(jīng)準(zhǔn)備好接收新的輸入，不過它的行為會稍微有些復(fù)雜，在non-pipelined實現(xiàn)中，ap_ready和ap_done會同時拉高；在pipelined實現(xiàn)中，它可能會隨時拉高。

二、Port-level接口協(xié)議

Port端口會跟c的參數(shù)有直接的對應(yīng)關(guān)系。按照c參數(shù)的不同，標(biāo)量，數(shù)組，指針，HLS綜合后的rtl端口也有很多中不同的類型可供選

a) ap_ovid ：一般用于in-out指針

b) ap_none

c) ap_hs:包括ap_vld（使能）ap_sck（應(yīng)答）

其中Port level是我們需要重點關(guān)注的，它又可以細(xì)分為4中類型：(出處：http://xilinx.eetrend.com/blog/9935 )

A. AXI4-Interface：支持Stream，Lite，F(xiàn)ull共3中類型
B. NO I/O協(xié)議：無端口協(xié)議
C. Wire Handshakes：握手協(xié)議
D. Memory Interface：內(nèi)存訪問型的端口協(xié)議

各種rtl端口協(xié)議和c參數(shù)類型的對應(yīng)關(guān)系如下：

三、其他

1.可以IO口添加寄存器，目的是可以控制輸入輸出波形。（添加寄存器條件是要配置成：ap_hs）

2.可以對設(shè)計添加全局使能端口。

編輯：hfy