Vivado HLS推動(dòng)協(xié)議處理系統蓬勃發(fā)展(下)

　　接上篇

　　4 設置簡(jiǎn)單系統

　　協(xié)議處理一般情況下屬于狀態(tài)事務(wù)。必須先順序讀取在多個(gè)時(shí)鐘周期內進(jìn)入總線(xiàn)的數據包字，然后根據數據包的某些字段決定進(jìn)一步操作。通常應對這種處理的方法是使用狀態(tài)機，對數據包進(jìn)行迭代運算，完成必要的處理。例3是一種簡(jiǎn)單的狀態(tài)機，用于根據上一級的輸入丟棄或轉發(fā)數據包。該函數接收三個(gè)參數：一個(gè)是通過(guò)“inData”流接收到的輸入分組數據;一個(gè)是通過(guò)“validBuffer”流顯示數據包是否有效的1位旗標;第三個(gè)是稱(chēng)為“outData”的輸出分組數據流。注意Vivado HLS函數中的參數是按引用傳遞的。這在使用較為復雜的Vivado HLS流的時(shí)候是必要的。ap_uint等較為簡(jiǎn)單的數據類(lèi)型則可按值傳遞。

　　第2行中的流水線(xiàn)編譯指令指示Vivado HLS將該函數流水線(xiàn)化，讓初始化間隔為1(II=1)，即每個(gè)時(shí)鐘周期處理一個(gè)新的輸入數據字。Vivado HLS負責核驗設計，并確定需要在設計中引入多少個(gè)流水線(xiàn)級來(lái)滿(mǎn)足調度限制要求。

　　例3：使用Vivado HLS的有限狀態(tài)機

　　1 void dropper(stream& inData,
　　stream>& validBuffer,
　　stream& outData) {
　　2 #pragma HLS pipeline II=1 enable_flush
　　3
　　4 static enum dState {D_IDLE = 0, D_STREAM, D_
　　DROP} dropState;
　　5 axiWord currWord = {0, 0, 0, 0};
　　6
　　7 switch(dropState) {
　　8 case D_IDLE:
　　9 if (!validBuffer.empty() && !inData.empty()) {
　　10 ap_uint<1> valid = validBuffer.read();
　　11 inData.read(currWord);
　　12 if (valid) {
　　13 outData.write(currWord);
　　14 dropState = D_STREAM;
　　15 }
　　16 }
　　17 else
　　18 dropState = D_DROP;
　　19 break;
　　20 case D_STREAM:
　　21 if (!inData.empty()) {
　　22 inData.read(currWord);
　　23 outData.write(currWord);
　　24 if (currWord.last)
　　25 dropState = D_IDLE;
　　26 }
　　27 break;
　　28 case D_DROP:
　　29 if (!inData.empty()) {
　　30 inData.read(currWord);
　　31 if (currWord.last)
　　32 dropState = D_IDLE;
　　33 }
　　34 break;
　　35 }
　　36 }

　　第4行用于聲明一個(gè)靜態(tài)枚舉變量，用于表達該FSM中的狀態(tài)。使用枚舉與否可以選擇，不過(guò)能讓代碼更容易閱讀，因為可以給狀態(tài)適當地命名。不過(guò)使用任何整數或ap_unit變量也能得到與之類(lèi)似的結果。第5行用于聲明一個(gè)“axiWord”類(lèi)型的變量，用于存儲準備從輸入中讀取的分組數據。

　　第7行中的開(kāi)關(guān)語(yǔ)句用于表達實(shí)際的狀態(tài)機。建議使用開(kāi)關(guān)，但非強制要求。使用if-else決策樹(shù)也能執行同樣的功能。開(kāi)關(guān)語(yǔ)句能夠讓Vivado HLS工具更高效地枚舉所有狀態(tài)，并優(yōu)化得到的狀態(tài)機RTL代碼。

　　執行從D_IDLE狀態(tài)開(kāi)始，此時(shí)FSM從第10行和第11行的兩個(gè)輸入流讀取。這兩行分別代表兩種流對象讀取方法。這兩種方法均從設定的流讀取，然后將結果存儲到給定變量中。這種方法采取阻塞式讀取，意味著(zhù)如果該方法調用無(wú)法順序執行，就會(huì )暫停執行該函數調用中的其余代碼。在試圖讀取空流的時(shí)候會(huì )發(fā)生這種情況。