9) HLS

 Escrito por : Walter Moreno Quiroz

Objetivos

• En esta práctica  se describirá  como  se puede  transformar archivos que estén escritos en C para poder transformarlos  en VHDL Y verilog .

• Otro punto que se va a desarrollar es la optimizacion de  los proceso por medio de  Vivado, esto quiere decir que reduciremos el  tiempo en los proceso y la cantidad de memoria utilizada memoria que se utilizan en estos procesos

• Al final de esta práctica se comparara como puede ser más eficiente algunos posesos aplicando diferentes los módulos optimizados y a los que no  se lo aplican

Vivado Design Suite es un software producido por Xilinx para la síntesis y el análisis de HDL diseños, fue el reemplazando Xilinx ISE .sus características nuevas es la escritura de un chip de síntesis. Vivado es configurado para  reescritura y re-pensamiento de la totalidad de los diseños , ha sido descrito por los críticos como "bien concebido, estrechamente integrada, ardiendo rápido, escalable, fácil de mantener, e intuitivo".

Características

Vivado permite a los desarrolladores sintetizar (compilar) sus diseños, realizar análisis de tiempo , examinar RTL diagramas, simular la reacción de un diseño a diferentes estímulos, y configurar el dispositivo de destino con el programador . Vivado es un entorno de diseño para los productos FPGA de Xilinx, y está estrechamente acoplado a la arquitectura de tales chips.

 Algunas de sus características es que  incluye nivel de sistema electrónico (ESL) herramientas de diseño para la síntesis y la verificación de IP de algoritmos basados ​​en C; normas de embalaje a base de IP tanto algorítmica y RTL para su reutilización; normas y sistemas de costura IP de integración de todos los tipos de bloques de construcción de sistema basado; y la verificación de los bloques y sistemas. La  versión libre de Vivado Edición webpack  ofrece a los diseñadores una versión limitada del entorno de diseño, para fines academicos y demas  es la que se utilizara en esta practica 

Practica

Esta practica se observara y comparara un ejemplo que nos ofrece Vivado y un ejemplo que nosotros plantearemos.

1. Nos dirigimos ala pagina de Vivado y descaragamos la version  Vivado HL WebPACK: Small and Now License Free! , asi como muestra la imagen.

 Lo primero que observaremos en la parte  superior izquierda es la versión  que deseamos descargar en nuestro caso se escogeremos la mas reciente, después   verificaremos  si  el Vivado versión libre así como lo muestra la imagen, y después nos dirigimos ala parte inferior  como lo muestra la imagen y damos doble click  instalamos  y abrimos el Vivado.

- Lo primero que  haremos  es  agregar un pequeño modulo de escritura en c  que Vivado nos muestra como ejemplo para seguir en esta practica 

• Lo primero en  ejecutarse y observa su funcionamiento sera el ejemplo que presenta Vivado en este caso sera la fxp_sqrt con todos sus módulos.

• Lo seguiente sera   volver a ejecutar el ejemplo  pero esta vez sin módulos, esto es para  observar  que haya una disminución o aumento  del tiempo de ejecución.

• Y por ultimo se ejecutara una pequeña operacion para observar   su ejecución, esto sera el pequeño modulo que agregamos escrito en C

2. Después  de abrir Vivado HLS,   nos dirigimos hacia la parte de Open Example Projet  y le damos doble click.

3.Lo siguiente nos aparecerá una venta que nos pedirá que le  asignemos un nombre al proyecto y una ubicación y después de esto  nos vamos ala parte inferior derecha y le damos next.

4. Después nos pereceara una ventana que nos pedirá que selecciones el ejemplo que deseamos  abrir , estos ejemplos  ya vienen en el programa de Vivado, la finalidad  de estos ejemplos es enseñarnos como funcionan  como  podemos implementarlo y como están maximizados.

Después damos doble click  a Next y finalizamos parta abrir nuestro ejemplo.

5.Al finalizar nos abrira nuestro Vivado nos creara nuestro programa  que escogimos para abrir

6.Siguiendo  con proyecto nos dirigimos a Project Settings y le damos click,

Después nos saldrá una venta para que configuremos nuestro ejemplo asi como muestra la imagen y para terminar le damos click en ok.

7. Despues de esto nuestro proyecto empezara hacer la synthesis y nos mostrara información del proyecto para  esto no dirigiremos  ala parte superior izquierda y le damos al archivo que dice synthesis Report, hay nos mostrara información de este proceso , como son datos generales del sistema, detalles  da la ejecución del sistema como es cuantos clocks necesita para realizar este proceso 

Lo siguiente que se  que se observara es un diagrama que  nos mostrara como se realizara la ejecución de la operación , hay se mostrara   el orden que lleva el sistema al realizar las operaciones , igualmente  se  muestra que procesos  se hacen en paralelo y los métodos que se utilizan para  reducir 

8.Lo siguiente  que se observara sera los módulos que el  sistema utilizo  para reducir el tiempo de ejecución de este proceso para esto el programa utilizo ciertos  prendimientos  así como lo muestra la imagen ,para esto no dirigimos  ala parte superior derecha en la pestaña que dice Directive  y hay se observan los modulos que se utilizaron

9. Para el siguiente paso eliminaremos los módulos que utilizo el el sistema para comparar si los procesos  si son de gran utilidad o no  a esto se refiere  que si aumenta o disminuye el tiempo de ejecución del sistema para esto repetimos el  paso numero 6 para volver a elaborar la Syntesis

10.Cuando volvemos a observar  el Synthesis report se observa  que la cantidad de clock que aumento,en comparación  con la operación que tenia todos los módulos esta aumento su tiempo de ejecución, en conclusión   en este caso los módulos que aplico el sistema para realizar esta operación sirvieron  para disminuir el tiempo.

Después nos dirigimos  nuevamente ala parte derecha superior  y oprimimos el botón de Analysis y nos llevara a una  ventana  que nos describirá  como fue que realizo todos los procesos en esta caso Vivado no utilizo ningún modulo para que  redujera   la operación, en comparación  con el anterior 

11.Para el siguiente paso crearemos una operación sencilla y igualmente  se observara que módulos utiliza y cuanto se demorara para esto no dirigimos ala parta media de la pantalla y escribimos la que aparece en la imagen

Después nos dirigimos a hacia project settins y le damos click

12. Después nos aparecerá una configuración para poder hacer synthesis nos vamos ala parte derecha  en Browse le damos click  y escogemos la operación que previamente aviamos creado en este caso la llamamos  "  ciro  " y la seleccionarlo y damos click  en OK. Esto es para cambiar la synthesis  de una operación a otra.

13. Al  hacer Synthesis nos aparecerá nuevamente la venta de Synthesis Report que no dará  cuanto se demora esta operación

Como esta operación es sencilla y no tan compleja como anteriores ejemplos su ejecución nos es tan alta y solo se muestra  que todo los procesos  se puede  hacer de forma paralela y sencilla sin aplicar ningún modulo 

14 En la siguiente imagen  se observa que esta operación no tiene módulos de reducción por ser sencilla y no tan compleja  para que se pueda reducir su tiempo de ejecución 

15 Así termina esta  manual en que se mostró la ventajas  de tener módulos que reducen la ejecución de  una operación u programa .