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course_s3_ALINX_ZYNQ(AX7Z035_AX7Z100)开发平台HLS教程V1.01.pdf
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初识HLS 基于HLS的状态指示led实验 基于HLS的浮点运算实验 基于HLS视频库的视频彩条输出实验 基于HLS视频3帧缓存管理实验 基于HLS视频图像缩放叠加实验 基于HLS视频字符叠加实验 基于HLS图像对比度调整 基于HLS摄像头自动聚焦实验 基于HLS的边缘检测 基于HLS角点检测FAST实验 基于HLS的快速傅里叶变换FFT实验
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ZYNQ 开发平台 HLS 教程
版本号:V1.01
2019-03-07 14:49:50

ZYNQ 开发平台 HLS 教程
http://www.alinx.com.cn
3 / 63
前言
Vivado HLS 能提高系统设计的抽象层次,为设计人员带来切实的帮助。Vivado HLS 通过
下面两种方法提高抽象层次:第一,使用 C/C++作为编程语言,充分利用该语言中提供的高级
结构。第二,提供更多数据原语,便于设计人员使用基础硬件构建块(位向量、队列等)。与使
用 RTL 相比,这两大特性有助于设计人员使用 Vivado HLS 更轻松地解决常见的协议系统设计
难题。最终简化系统汇编,简化 FIFO 和存储器访问,实现控制流程的抽象。
Vivado HLS 便于架构研究,用户只需在代码中插入程序指令(如使用 GUI 或批处理模式
时的 Tcl 命令),就可以把设计所需特性传递给综合工具。这样用户可以在不修改设计代码本身
的情况下研究大量备选架构方案。研究的范围可以是模块流水线化等根本性问题,也可以是
FIFO 队列深度等较常见的问题。
Vivado HLS 便于仿真。C 和 RTL 仿真是 Vivado HLS 另一个大放异彩的地方。设计一般
采用两步流程验证:第一步是 C 语言仿真。这个步骤中 C/C++的编译和执行与常见的 C/C++
程序相同;第二步是 C/RTL 协仿真。在这步骤中,Vivado HLS 会根据 C/C++测试平台自动生
成 RTL 测试平台,然后设置并执行 RTL 仿真,检查实现方案吧的正确性。
如能充分发挥这些优势,这将对于用户的系统设计大有裨益。这不仅体现在开发时间和生
产力上,还由于 Vivado HLS 代码更加紧凑的特点,体现在代码可维护性和可读性上。此外通
过高层次综合,用户仍能有效控制架构及其特性。正确理解和使用 Vivado HLS 程序对实现这
一控制起着根本作用。

ZYNQ 开发平台 HLS 教程
http://www.alinx.com.cn
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目录
版权声明 ......................................................................................................................................... 2
前言 ................................................................................................................................................. 3
目录 ................................................................................................................................................. 4
准备工作及注意事项 ..................................................................................................................... 7
软件环境 ................................................................................................................................. 7
硬件环境 ................................................................................................................................. 7
实验工程及目录说明 ............................................................................................................. 8
实验快速复现 ......................................................................................................................... 8
工程重新编译注意事项 ......................................................................................................... 9
第一章 初识 HLS .......................................................................................................................... 10
1.1 实验 led 控制 ................................................................................................................. 10
1.1.1 创建 vivado hls 工程 ........................................................................................... 10
1.1.2 创建 vivado 工程 ................................................................................................. 14
1.1.3 实验总结 ............................................................................................................. 27
1.2 工程路径 ........................................................................................................................ 27
1.3 HLS 简介 .......................................................................................................................... 27
1.3.1 Vivado HLS 包含库 .............................................................................................. 27
1.3.2 Vivado HLS 接口 .................................................................................................. 28
1.3.3 hls 官方教程 ......................................................................................................... 28
第二章 状态指示 led ................................................................................................................... 29
2.1 模块控制 block-level ...................................................................................................... 29
2.2 可配置的模块 ................................................................................................................ 30
2.3 工程路径 ........................................................................................................................ 30
2.4 实验结果 ........................................................................................................................ 31
第三章 浮点协处理 ..................................................................................................................... 32
3.1 实验介绍 ........................................................................................................................ 32
3.2 IP 创建 ............................................................................................................................. 32
3.2.1 HLS 源代码 ........................................................................................................... 32
3.2.2 接口介绍 ............................................................................................................. 32
3.2.3 运算 ..................................................................................................................... 33
3.2.4 其它说明 ............................................................................................................. 33
3.3 TestBench ......................................................................................................................... 33
3.3.1 应用程序创建 ..................................................................................................... 33
3.3.2 源代码 ................................................................................................................. 33
3.3.3 C 仿真 ................................................................................................................... 34

ZYNQ 开发平台 HLS 教程
http://www.alinx.com.cn
5 / 63
3.3.4 RTL 仿真 ............................................................................................................... 34
3.4 工程路径 ........................................................................................................................ 34
3.5 运行结果 ........................................................................................................................ 34
第四章 视频彩条 ......................................................................................................................... 36
4.1 Vivado HLS 视频开发 ...................................................................................................... 36
4.1.1 与 OpenCV 关系 .................................................................................................. 36
4.1.2 VivadoHLS 视频库函数 ........................................................................................ 36
4.2 实验介绍 ........................................................................................................................ 37
4.3 HLS IP 创建 ...................................................................................................................... 37
4.3.1 源代码 ................................................................................................................. 37
4.3.2 接口介绍 ............................................................................................................. 38
4.3.3 hls::Mat 介绍 ........................................................................................................ 39
4.3.4 优化 ..................................................................................................................... 39
4.4 工程路径 ........................................................................................................................ 39
4.5 实验结果 ........................................................................................................................ 39
第五章 视频帧缓存读写管理 ..................................................................................................... 41
5.1 实验介绍 ........................................................................................................................ 41
5.2 模块主要代码 ................................................................................................................ 41
5.1 工程路径 ........................................................................................................................ 42
5.2 实验结果 ........................................................................................................................ 42
第六章 图像缩放叠加 ................................................................................................................. 43
6.1 实验介绍 ........................................................................................................................ 43
6.2 模块主要代码 ................................................................................................................ 43
6.3 工程路径 ........................................................................................................................ 44
6.4 实验结果 ........................................................................................................................ 45
第七章 字符叠加 ......................................................................................................................... 46
7.1 实验介绍 ........................................................................................................................ 46
7.2 模块主要代码 ................................................................................................................ 46
7.3 工程路径 ........................................................................................................................ 47
7.4 实验结果 ........................................................................................................................ 47
第八章 图像对比度调整 ............................................................................................................. 48
8.1 实验介绍 ........................................................................................................................ 48
8.2 模块主要代码 ................................................................................................................ 48
8.3 工程路径 ........................................................................................................................ 49
8.4 实验结果 ........................................................................................................................ 49
第九章 自动聚焦 ......................................................................................................................... 51
9.1 实验介绍 ........................................................................................................................ 51
9.2 代码 ................................................................................................................................ 51
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