Сегодня пример будет про BRAM и HLS, про BRAM было рассказано в предыдущих статьях, сегодня будем расширять знания по этой теме.
HLS. Часть 0.
HLS часть 1 . AXIS.
HLS часть 2. BRAM.
Vivado HLS (High Level Synthesis) — САПР Xilinx, предназначенная для создания цифровых устройств с применением языков высокого уровня C/C++.
Block Memory Generator — используется как элемент оперативного и постоянного хранения информации, данный элемент реализуется на основе блочной памяти FPGA. Запоминающее устройство, генерируемое с помощью настраиваемого модуля Block Memory Generator. Во всех элементах памяти, создаваемых с помощью генератора Block Memory Generator, для каждого порта запоминающего устройства можно задействовать входы управления режимами разрешения/запрета выполнения операций. Ядро Block Memory Generator использует встроенные примитивы Block Memory в FPGA Xilinx, чтобы расширить функциональность и возможности одного примитива для памяти произвольной ширины и глубины. Для сложных алгоритмов, в генераторе блочной памяти, ядро производит оптимизированные решения для обеспечения удобного доступа к памяти для широкого спектра конфигураций. Ядро имеет два полностью независимых порта для доступа к общей памяти. И А, и Порты B имеют интерфейс записи и чтения. В архитектурах UltraScale, Zynq-7000 и 7 серий FPGA каждый из четырех интерфейсов может быть уникально сконфигурирован с различной шириной данных. Для Block Memory Generator вы можете выбрать упрощенную конфигурацию памяти (например, однопортовая память или простая двухпортовая память), чтобы уменьшить использование ресурсов FPGA.
1. Пример работы с BRAM на HLS, в массив b записываем элементы массива а умноженные на 2.
void bram_test(int matrix_a[256], int matrix_b[256]) { #pragma HLS INTERFACE bram port=matrix_a #pragma HLS INTERFACE bram port=matrix_b for(int i = 0; i < 256; i++){ matrix_b[i] = matrix_a[i] * 2; } }
2. Конфигурируем имя IP блока.
3. Собираем проект в Xilinx Vivado, так как на скриншоте ниже.
4. Основной код программы, который будет записывать значения в BRAM и вычитывать измененные значения.
/****************************************************************************** * * Copyright (C) 2010 - 2014 Xilinx, Inc. All rights reserved. * * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal * in the Software without restriction, including without limitation the rights * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is * furnished to do so, subject to the following conditions: * * The above copyright notice and this permission notice shall be included in * all copies or substantial portions of the Software. * * Use of the Software is limited solely to applications: * (a) running on a Xilinx device, or * (b) that interact with a Xilinx device through a bus or interconnect. * * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL * XILINX BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, * WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF * OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE * SOFTWARE. * * Except as contained in this notice, the name of the Xilinx shall not be used * in advertising or otherwise to promote the sale, use or other dealings in * this Software without prior written authorization from Xilinx. * ******************************************************************************/ /*****************************************************************************/ /** * @file xbram_example.c * * This file contains a self test example using the BRAM driver (XBram). * * * <pre> * MODIFICATION HISTORY: * * Ver Who Date Changes * ----- ---- -------- ------------------------------------------------------- * 1.00a sa 05/11/10 Initial release. * 3.01a sa 13/01/12 Changed XBram_SelfTest(InstancePtr) to * XBram_SelfTest(InstancePtr,0) as per * new API (CR 639274) * 4.1 ms 01/23/17 Modified xil_printf statement in main function to * ensure that "Successfully ran" and "Failed" strings are * available in all examples. This is a fix for CR-965028. *</pre> * ******************************************************************************/ /***************************** Include Files *********************************/ #include "xparameters.h" #include "xbram.h" #include <stdio.h> /************************** Constant Definitions *****************************/ /* * The following constants map to the XPAR parameters created in the * xparameters.h file. They are defined here such that a user can easily * change all the needed parameters in one place. */ #define BRAM1_DEVICE_ID XPAR_BRAM_0_DEVICE_ID #define BRAM2_DEVICE_ID XPAR_BRAM_0_DEVICE_ID /************************** Function Prototypes ******************************/ int Bram1Example(u16 DeviceId); int Bram2Example(u16 DeviceId); static void InitializeECC(XBram_Config *ConfigPtr, u32 EffectiveAddr); /************************** Variable Definitions *****************************/ /* * The following are declared globally so they are zeroed and so they are * easily accessible from a debugger */ XBram Bram1; /* The Instance of the BRAM Driver */ XBram Bram2; /* The Instance of the BRAM Driver */ /****************************************************************************/ /** * * This function is the main function of the BRAM example. * * @param None. * * @return * - XST_SUCCESS to indicate success. * - XST_FAILURE to indicate failure. * * @note None. * *****************************************************************************/ #ifndef TESTAPP_GEN int main(void) { static int bufRead[256] = {0}; int Status; Status = Bram2Example(BRAM2_DEVICE_ID); if (Status != XST_SUCCESS ) { xil_printf("Bram Example Failed\r\n"); return XST_FAILURE; } Status = Bram1Example(BRAM1_DEVICE_ID); if (Status != XST_SUCCESS ) { xil_printf("Bram Example Failed\r\n"); return XST_FAILURE; } uint32_t i = 0; for ( uint32_t Addr = XPAR_BRAM_0_BASEADDR; Addr < XPAR_BRAM_0_BASEADDR + sizeof(bufRead); Addr+=4) { XBram_Out32(Addr, i); // bufRead[i] = XBram_In32(Addr); // xil_printf("%d ", bufRead[i]); i++; } i = 0; for ( uint32_t Addr = XPAR_BRAM_1_BASEADDR; Addr < XPAR_BRAM_1_BASEADDR + sizeof(bufRead); Addr+=4) { // XBram_Out32(Addr, i); bufRead[i] = XBram_In32(Addr); xil_printf("%d ", bufRead[i]); i++; } xil_printf("Successfully ran Bram Example\r\n"); return XST_SUCCESS; } #endif /*****************************************************************************/ /** * * This is the entry point for the BRAM example. * * @param DeviceId is the XPAR_<BRAM_instance>_DEVICE_ID value from * xparameters.h * * @return * - XST_SUCCESS to indicate success. * - XST_FAILURE to indicate failure. * * @note None. * ******************************************************************************/ int Bram1Example(u16 DeviceId) { int StatusBram1; XBram_Config *ConfigPtrBram1; /* * Initialize the BRAM driver. If an error occurs then exit */ /* * Lookup configuration data in the device configuration table. * Use this configuration info down below when initializing this * driver. */ ConfigPtrBram1 = XBram_LookupConfig(DeviceId); if (ConfigPtrBram1 == (XBram_Config *) NULL) { return XST_FAILURE; } StatusBram1 = XBram_CfgInitialize(&Bram1, ConfigPtrBram1, ConfigPtrBram1->CtrlBaseAddress); if (StatusBram1 != XST_SUCCESS) { return XST_FAILURE; } InitializeECC(ConfigPtrBram1, ConfigPtrBram1->CtrlBaseAddress); return XST_SUCCESS; } int Bram2Example(u16 DeviceId) { int StatusBram2; XBram_Config *ConfigPtrBram2; /* * Initialize the BRAM driver. If an error occurs then exit */ /* * Lookup configuration data in the device configuration table. * Use this configuration info down below when initializing this * driver. */ ConfigPtrBram2 = XBram_LookupConfig(DeviceId); if (ConfigPtrBram2 == (XBram_Config *) NULL) { return XST_FAILURE; } StatusBram2 = XBram_CfgInitialize(&Bram2, ConfigPtrBram2, ConfigPtrBram2->CtrlBaseAddress); if (StatusBram2 != XST_SUCCESS) { return XST_FAILURE; } InitializeECC(ConfigPtrBram2, ConfigPtrBram2->CtrlBaseAddress); /* * Execute the BRAM driver selftest. */ return XST_SUCCESS; } /****************************************************************************/ /** * * This function ensures that ECC in the BRAM is initialized if no hardware * initialization is available. The ECC bits are initialized by reading and * writing data in the memory. This code is not optimized to only read data * in initialized sections of the BRAM. * * @param ConfigPtr is a reference to a structure containing information * about a specific BRAM device. * @param EffectiveAddr is the device base address in the virtual memory * address space. * * @return * None * * @note None. * *****************************************************************************/ void InitializeECC(XBram_Config *ConfigPtr, u32 EffectiveAddr) { u32 Addr; volatile u32 Data; if (ConfigPtr->EccPresent && ConfigPtr->EccOnOffRegister && ConfigPtr->EccOnOffResetValue == 0 && ConfigPtr->WriteAccess != 0) { for (Addr = ConfigPtr->MemBaseAddress; Addr < ConfigPtr->MemHighAddress; Addr+=4) { Data = XBram_In32(Addr); XBram_Out32(Addr, Data); } XBram_WriteReg(EffectiveAddr, XBRAM_ECC_ON_OFF_OFFSET, 1); } }