使用AMD Vitis Unified IDE创建HLS组件

本文作者：AMD 工程师 Rachel Gaines

这篇文章在开发者分享｜AMD Vitis HLS 系列 1 - AMD Vivado IP 流程（Vitis 传统 IDE） 的基础上撰写，但使用的是 AMD Vitis Unified IDE，而不是之前传统版本的 Vitis HLS。

工具流程为：AMD Vitis Unified (HLS) > AMD Vivado> Vitis Unified（平台和嵌入式应用）。我们将创建一个 HLS 组件，并将其整合到 Vivado 硬件设计中。然后，我们将创建一个独立的嵌入式应用工程，该工程使用 Vivado 中创建的 XSA 作为平台。该嵌入式应用工程将控制 HLS IP：

https://docs.amd.com/access/sources/dita/topic?isLatest=true&url=ug1399-vitis-hls&resourceid=fem1539734223327.html&ft:locale=zh-CN

本教程的运行条件如下：

操作系统：Ubuntu 20.04

版本：2023.2

注释：请确保使用适合您的版本的操作系统 - 受支持的操作系统:

https://docs.amd.com/access/sources/dita/topic?isLatest=true&url=ug973-vivado-release-notes-install-license&resourceid=ypb1549384088486.html&ft:locale=zh-CN

与 Vitis 传统 IDE 相比，Vitis Unified IDE 发生了一些变化：

外观 - GUI 基于 Visual-Studio 而不是基于 Eclipse。

Vitis HLS、Vitis 库和 Vitis 应用工程以及 Vitis 平台创建都在同一个 GUI 内进行操作。

术语 - HLS 设计现在称为“组件”，而不是 IP 或内核。

不再支持多个 HLS“解决方案”并存 - 您将克隆自己的 HLS 设计来比较结果。

创建 HLS 组件

1. 启动 Vitis Unified IDE 并选择一个工作空间，该工作空间用于集中保存每个 Vitis 工程（HLS 组件、平台工程和应用工程）。

只需在命令行中输入 Vitis 即可启动 IDE。

工作空间会显示在左上角，即“VitisWS”。在“Welcome”页面上，有不同的 Vitis 开发框可供选择。我们将创建上面圈出的工程。我们将根据 HLS 设计示例创建一个 HLS 组件。

2. 选择左侧的示例图标。导航到“using_axi_master”并单击 + 号。

注释：如果未显示 HLS 示例，请通过选择“Vitis HLS Introductory Examples”标题旁边的下载箭头来下载仓库。

3. 选择组件的名称和位置，然后选择“Next”。

4. 复查汇总信息，然后单击“Finish”。

5. 打开设置文件 hls_config.cfg，编辑“Part”、“Flow”和“Output”文件。

hls_config.cfg 文件是新 IDE 的一部分，也是控制设计设置和编译指示使用的方法之一。还可以在编辑器窗口（而不是 GUI 视图）中查看该文件。

对于部件，请选择“ZCU104”，对于目标流程，请选择“Vivado IP Flow” 。

选择“IP/XO Packaging”，并确保针对输出格式选择“Generate Vivado IP and .zip archive”。

6. 选择“C Simulation”，并选中“Code Analyzer”框。当前设计过于简单，无法利用该功能，但将来可参考该方法启用该功能。可在“C Simulation > Reports > Code Analyzer”下查看分析结果。

7. 从 Flow Navigator 运行“C-Simulation”（、“C-Synthesis”、“C/RTL Co-Simulation”和“Package”。每一项的旁边都有一个绿色的勾选标记。现在已经准备就绪，可以在 Vivado 中使用 HLS 组件了。

8. 要更深入地了解如何使用 Unified GUI 进行 HLS 设计，请参阅在 Vitis Unified IDE 中创建 HLS 组件：

https://github.com/Xilinx/Vitis-Tutorials/blob/2024.1/Getting_Started/Vitis_HLS/unified_ide_project.md

创建 Vivado 平台

1. 启动 Vivado 并使用 ZCU104 评估板创建一个新工程。

注释：请勿将 Vivado 工程保存在您的 Vitis 工作空间文件夹中 - 请将这些工程/工作空间分开保存，以避免工具之间发生任何意外冲突/行为。

2. 将 HLS 组件添加到 IP 目录中。

打开 IP 目录，右键单击“Vivado Repository”，选择“add Repo”。

浏览到导出 IP 的位置，并将“ip”文件夹添加到目录中。默认路径为 /hls_component/example/hls/impl/ip

3. 创建一个新的块设计，并添加 HLS IP 和 AMD ZynqUltraScale+MPSoC。通过添加 S_AXI_HP0_FPD 端口来自定义 Zynq 器件。该评估板默认启用 DDR，但请在“DDR Configurations”选项卡中确认 DDR 是否已启用。

4. 使用设计辅助来运行自动连接。它将通过 AXI Interconnect 和 AXI SmartConnect 自动连接 Zynq 和 HLS IP。

5. 当前示例中并未使用中断，但您可以手动将 HLS IP 上的中断端口连接到 Zynq 器件上的 pl_ps_irq 端口。您的设计应与以下示例相似：

6.打开“Address Editor”选项卡，确保已如下所示分配了所有地址 。

7. 确认该设计。创建封装文件以及综合、实现和生成比特流的步骤。完成后，选择“File > Export > Export Hardware”，并选中“Include bitstream”以导出设计，并将 XSA 文件保存到期望的位置。

创建独立的嵌入式应用

Vitis Unified 工作空间应该仍处于打开状态。如果未打开，请重新打开用于 HLS 组件的工作空间。嵌入式应用的设置分为两步。

构建平台

从“Welcome”屏幕中选择“Create Platform Component”，用 XSA 创建自定义平台。

选择“Name”，将“Location”保留默认值（前提是默认设为工作空间路径）。

浏览至第 2 步中创建的 XSA。

这时将自动填充操作系统和处理器。

复查汇总信息，然后单击“Finish”。

注释：此过程需要一些时间，但您将在左下角圈出位置看到平台创建的进度，然后它将作为一个工程出现在工作空间中。

在工作空间中列出平台工程后，从 Flow Navigator 中选择“Build”来构建平台，以供嵌入式应用工程使用。

构建应用

要更深入地了解应用过程，请参阅 Vitis Unified 嵌入式 IDE 入门：

https://github.com/Xilinx/Vitis-Tutorials/tree/2024.1/Embedded_Software/Getting_Started

从“Welcome”页面选择“Create Application Component”，或者选择“File/New Component/Application”。

选择“Name”，将“Location”设置为工作空间路径，单击“Next”。

选择刚刚构建的平台，单击“Next” 。

“Domain”将会自动生成 - 对于本示例，应该会列出 standalone 和 psu_cortexa53_0。

复查汇总信息，然后单击“Finish”。

现在，以下三个 Vitis 组件全都会出现在当前工作空间内 - HLS 组件、平台组件和嵌入式应用组件：

将这篇博客随附的源代码添加到应用工程中：

展开应用的 component/Sources/src。

右键单击“src”文件夹，然后选择“Import > Files”。

在应用代码中，可通过调用 HLS 自动生成的驱动程序函数 xexamples.h 来控制 HLS IP。这些驱动程序来自 XSA，在创建平台工程时生成。

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构建应用工程。

构建完成后，您即可编辑调试/运行配置选项，以连接到评估板，并在硬件上运行设计。

在 ZCU104 评估板上，已通过选择“Run As”选项中的“Launch Hardware”来对该工程进行了测试和验证。当连接到该评估板时，您还可以运行调试器并单步执行代码。您可使用终端连接到 UART (com0)，以查看硬件上的输出。