現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)采用原理圖或硬件描述語言(HDL)進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入,雖然FPGA能實(shí)現(xiàn)并行化流水線運(yùn)算,但是在開發(fā)時(shí)需要高級(jí)的硬件設(shè)計(jì)技能,具有周期長、難度大、效率低等不足。高級(jí)綜合(HLS)的最新發(fā)展提供了完全用“C”代碼創(chuàng)建FPGA計(jì)算加速器的能力,通過編譯器直接將C/C++描述的功能綜合成寄存器傳輸級(jí)(RTL)代碼,這極大簡化了設(shè)計(jì)和調(diào)試的過程,降低了開發(fā)的難度,實(shí)現(xiàn)了軟件到硬件的自動(dòng)綜合。采用軟件設(shè)計(jì)規(guī)范,可以減少硬件設(shè)計(jì)的周期,提高性能并且可以擴(kuò)大獲得硬件能效優(yōu)勢(shì)的使用范圍。本文對(duì)HLS的發(fā)展歷史和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜合闡述,介紹高級(jí)綜合的發(fā)展現(xiàn)狀以及相關(guān)HLS工具。高級(jí)綜合在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)有其通用的合成規(guī)范,隨后,應(yīng)用一個(gè)簡單的程序段實(shí)例進(jìn)行綜合來闡述其貫通的綜合原理流程。在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域,FPGA以其優(yōu)異的性能成為有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器設(shè)計(jì)的理想平臺(tái)。然而,傳統(tǒng)的開發(fā)方法難度大,需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。高級(jí)綜合模糊了軟件到硬件的設(shè)計(jì),因此,本論文提出基于HLS設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)FIR濾波器的思想,利用設(shè)計(jì)實(shí)例來闡述基于HLS設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。基于高級(jí)合成的思想,本論文主要研...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 選題的意義以及背景
    1.2 HLS國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的研究內(nèi)容
第二章 HLS概述及設(shè)計(jì)原理
    2.1 HLS編譯器概述
    2.2 HLS高級(jí)綜合設(shè)計(jì)流程框架
    2.3 高級(jí)綜合設(shè)計(jì)流程原理概述
第三章 基于HLS的FIR濾波器設(shè)計(jì)實(shí)例
    3.1 FIR濾波器的設(shè)計(jì)
        3.1.1 FIR濾波器介紹
        3.1.2 FIR濾波器的設(shè)計(jì)
    3.2 基于Intel HLS的綜合流程
    3.3 基于HLS的FIR濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 環(huán)境搭建
        3.3.2 源程序編寫
        3.3.3 Testbench仿真環(huán)境設(shè)置
        3.3.4 編譯預(yù)處理器宏
        3.3.5 驗(yàn)證IP的設(shè)計(jì)功能
        3.3.6 初始化HLS仿真環(huán)境
        3.3.7 運(yùn)行HLS設(shè)計(jì)
        3.3.8 通過仿真驗(yàn)證IP
        3.3.9 Intel HLS編譯器輸出項(xiàng)目目錄
        3.3.10 用Intel Quartus Prime合成組件IP
    3.4 FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)方法比較
        3.4.1 DSP設(shè)計(jì)
        3.4.2 FPGA設(shè)計(jì)
        3.4.3 對(duì)比分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于HLS設(shè)計(jì)的FIR濾波器的結(jié)果與優(yōu)化
    4.1 基于HLS的FIR濾波器設(shè)計(jì)結(jié)果
    4.2 基于HLS的優(yōu)化策略
        4.2.1 高級(jí)報(bào)告審查
        4.2.2 HLS優(yōu)化流程分析
        4.2.3 內(nèi)存接口方式優(yōu)化
        4.2.4 循環(huán)展開和流水線優(yōu)化
        4.2.5 內(nèi)存架構(gòu)優(yōu)化分配
        4.2.6 存儲(chǔ)訪問優(yōu)化
        4.2.7 數(shù)據(jù)類型優(yōu)化
    4.3 基于HLS的優(yōu)化以及對(duì)比分析
        4.3.1 FIR濾波器的循環(huán)優(yōu)化
        4.3.2 存儲(chǔ)訪問優(yōu)化
        4.3.3 浮點(diǎn)精度優(yōu)化
    4.4 執(zhí)行結(jié)果
    4.5 結(jié)果分析
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號(hào)：3772430