Intel® 高层次综合编译器专业版Pro版: 参考手册

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ID 683349
日期 12/04/2023
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文档目录 x
1. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册 2. 编译器 3. C语言和库支持 4. 组件接口 5. 组件存储器（存储器属性） 6. 组件中的循环 7. 组件并发 8. 任意精度数学支持 9. 组件目标频率(Target Frequency) 10. 任务系统 11. 库 12. 高级硬件综合控制 13. Intel® High Level Synthesis Compiler Pro版参考总结 A. 高级数学源代码库 B. 支持的数学函数 C. Cyclone® V限制 D. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册存档 E. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册修订历史
1. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册 x
1.1. Intel® HLS Compiler待弃用
2. 编译器 x
2.1. Intel® HLS Compiler Pro版命令选项 2.2. 在您的组件中使用库 2.3. 编译器互操作性（Interoperability） 2.4. Intel® HLS Compiler硬件模式
2.3. 编译器互操作性（Interoperability） x
2.3.1. 单独编译您的测试台和组件
3. C语言和库支持 x
3.1. 支持用于组件综合的C和C++子集 3.2. C和C++库 3.3. 模板和重载函数 3.4. Intel® HLS Compiler Pro版编译器定义的预处理器宏
3.3. 模板和重载函数 x
3.3.1. 模板函数 3.3.2. 重载函数 3.3.3. 函数名称映射
4. 组件接口 x
4.1. 组件调用接口 4.2. Avalon® 流（Streaming）接口 4.3. 管道 4.4. Avalon® 存储器映射Host接口 4.5. Agent（代理）接口 4.6. 稳定的组件参数 4.7. 全局变量 4.8. 组件接口中的结构体 4.9. 复位行为
4.1. 组件调用接口 x
4.1.1. 标量参数 4.1.2. 指针和引用参数 4.1.3. 接口定义实例：组件调用接口控制属性 4.1.4. 接口定义实例：具有标量和指针自变量的组件
4.3. 管道 x
4.3.1. pipe类别及其用途
4.4. Avalon® 存储器映射Host接口 x
4.4.1. 存储器映射Host测试台构造函数（Constructor） 4.4.2. 描述存储器接口的隐式和显式实例 4.4.3. Avalon® Memory-Mapped Host接口和加载-存储-单元（Load-Store Units）
4.4.3. Avalon® Memory-Mapped Host接口和加载-存储-单元（Load-Store Units） x
4.4.3.1. Load-Store Unit类型 4.4.3.2. 存储器访问合并和加载-存储单元
4.5. Agent（代理）接口 x
4.5.1. 控制和状态寄存器（CSR）Agent 4.5.2. Agent存储器
5. 组件存储器（存储器属性） x
5.1. 静态变量
6. 组件中的循环 x
6.1. 循环启动间隔（ii预处理指令） 6.2. 循环依赖项（ivdep预处理指令） 6.3. 循环合并（loop_coalesce预处理指令) 6.4. 循环展开（unroll预处理指令） 6.5. 循环并发(max_concurrency预处理指令) 6.6. 循环迭代推测（speculated_iterations预处理指令 6.7. 循环流水线控制（disable_loop_pipelining预处理指令） 6.8. 循环交叉存取控制（max_interleaving预处理指令） 6.9. 循环融合（Loop Fusion）
6.9. 循环融合（Loop Fusion） x
6.9.1. 循环融合控制（loop_fuse预处理指令） 6.9.2. 循环融合豁免（loop_fuse预处理指令）
7. 组件并发 x
7.1. 存储器空间或I/O内的串行等效性 7.2. 并发控制（hls_max_concurrency属性） 7.3. 组件流水线控制（hls_disable_component_pipelining属性）
8. 任意精度数学支持 x
8.1. 声明ac_int数据类型 8.2. 声明ac_fixed数据类型 8.3. 声明ac_complex数据类型 8.4. AC数据类型和本地编译器 8.5. 声明hls_float数据类型
8.1. 声明ac_int数据类型 x
8.1.1. 关于ac_int数据类型的重要使用信息 8.1.2. 整数提升（Integer Promotion）和ac_int数据类型整 8.1.3. 调试您使用的ac_int数据类型
8.2. 声明ac_fixed数据类型 x
8.2.1. 运算中的任意精度定点Literal（字面常量）
8.5. 声明hls_float数据类型 x
8.5.1. hls_float数据类型支持的操作符和返回类型 8.5.2. hls_float.h提供的其他数据类型
9. 组件目标频率(Target Frequency) x
9.1. 指定目标II和目标fMAX的效果
10. 任务系统 x
10.1. 任务函数 10.2. 内部流 10.3. 任务系统模拟
11. 库 x
11.1. 静态对象库 11.2. 创建静态对象库 11.3. 从HLS代码创建对象 11.4. 从RTL代码创建对象 11.5. 将对象文件打包到库中
11.3. 从HLS代码创建对象 x
11.3.1. 从HLS代码创建对象 11.3.2. 支持的 OpenCL* 语言结构体
11.4. 从RTL代码创建对象 x
11.4.1. RTL模块和HLS流水线（Pipeline） 11.4.2. 从RTL模块创建静态对象文件
11.4.1. RTL模块和HLS流水线（Pipeline） x
11.4.1.1. RTL模块到HLS流水线（Pipeline）的集成 11.4.1.2. RTL模块接口 11.4.1.3. RTL复位和时钟信号 11.4.1.4. 对象清单文件句法 11.4.1.5. 将HLS数据类型映射到RTL信号 11.4.1.6. 基于RTL的函数的HLS仿真模型 11.4.1.7. RTL模块与部分重配置之间的潜在不兼容性 11.4.1.8. 无停顿（Stall-Free）RTL 11.4.1.9. HLS库的RTL模块限制和局限性
11.4.1.2. RTL模块接口 x
11.4.1.2.1. RTL模块接口信号
11.4.1.3. RTL复位和时钟信号 x
11.4.1.3.1. Intel Agilex® 7和 Intel® Stratix® 10无停顿（Stall-Free）和可停顿（Stallable）RTL模块的特定设计复位要求
11.4.1.4. 对象清单文件句法 x
11.4.1.4.1. ATTRIBUTES的XML元素 11.4.1.4.2. INTERFACE的XML元素 11.4.1.4.3. RESOURCES的XML元素
11.4.1.4.1. ATTRIBUTES的XML元素 x
11.4.1.4.1.1. ALLOW_MERGING和HAS_SIDE_EFFECTS元素之间的交互。
12. 高级硬件综合控制 x
12.1. 数学函数的硬件实现控制 12.2. hls_fpga_reg()函数
12.1. 数学函数的硬件实现控制 x
12.1.1. 数学函数硬件实现总结 12.1.2. --dsp-mode命令选项 12.1.3. ihc::math_dsp_control函数
13. Intel® High Level Synthesis Compiler Pro版参考总结 x
13.1. Intel® HLS Compiler Pro版i++命令行参数 13.2. Intel® HLS Compiler Pro版头文件 13.3. Intel® HLS Compiler Pro版编译器定义的预处理器宏 13.4. Intel® HLS Compiler Pro版关键字 13.5. Intel® HLS Compiler Pro版模拟API（仅测试台） 13.6. Intel® HLS Compiler Pro版组件存储器属性 13.7. Intel® HLS Compiler Pro版循环预处理指令 13.8. Intel® HLS Compiler Pro版范围预处理指令 13.9. Intel® HLS Compiler Pro版组件属性 13.10. Intel® HLS Compiler Pro版组件默认值接口 13.11. Intel® HLS Compiler Pro版组件调用接口控制属性 13.12. Intel® HLS Compiler Pro版组件宏 13.13. Intel® HLS Compiler Pro版技术性任务系统API 13.14. Intel® HLS Compiler Pro版管道API 13.15. Intel® HLS Compiler Pro版流输入接口 13.16. Intel® HLS Compiler Pro版流输出接口 13.17. Intel® HLS Compiler Pro版存储器映射接口 13.18. Intel® HLS Compiler Pro版加载-存储单元控制 13.19. Intel® HLS Compiler Pro版任意精度数据类型
13.13. Intel® HLS Compiler Pro版技术性任务系统API x
13.13.1. ihc::stream分类
A. 高级数学源代码库 x
A.1. 随机数生成程序库 A.2. 矩阵乘法库 A.3. 乔莱斯基分解（Cholesky Decomposition）库
B. 支持的数学函数 x
B.1. math.h头文件提供的数学函数 B.2. extendedmath.h头文件提供的数学函数 B.3. ac_fixed_math.h头文件提供的数学函数 B.4. hls_float.h头文件提供的数学函数 B.5. hls_float_math.h头文件提供的数学函数 B.6. 默认舍入方案和非规格数（Subnormal Number）支持
1. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册
2. 编译器
3. C语言和库支持
4. 组件接口
5. 组件存储器（存储器属性）
6. 组件中的循环
7. 组件并发
8. 任意精度数学支持
9. 组件目标频率(Target Frequency)
10. 任务系统
11. 库
12. 高级硬件综合控制
13. Intel® High Level Synthesis Compiler Pro版参考总结
A. 高级数学源代码库
B. 支持的数学函数
C. Cyclone® V限制
D. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册存档
E. Intel® HLS Compiler Pro版参考手册修订历史

A.3. 乔莱斯基分解（Cholesky Decomposition）库

Intel HLS Compiler附带的的Cholesky Decomposition库提供一个针对FPGA优化的模板化库，以用于将Hermitian（对称）正定矩阵分解为以下三角矩阵与共轭转置乘积.

头文件

要将Cholesky分解库包含到您的组件中，请将以下行添加到您的组件中: 
#include ”HLS/cholesky_decompose.h”
头文件是自述文档（self-documented）。您可以查看头文件以了解如何使用Cholesky分解库。为了获得高性能，请在编译组件时使用
–ffp-reassociate命令标志。

变体

您可以调用四种不同的变体。所有变体都以ihc::cholesky命名空间命名。

Cholesky分解对矩阵进行大量迭代。为了获得最佳组件性能，组件需要低延迟访问矩阵迭代，并且矩阵必须矢量化。然而，该要求并不总是容易满足，因此两种变体允许您使用单独的存储器进行迭代分解并记录最终输出。

可用变体如下:

  • cholesky_decompose_real(A_input, L_iter, n);

    用于实值矩阵。

  • cholesky_decompose_real(A_input, L_output, L_iter, n);

    用于具有单独存储器的实值矩阵，以进行迭代分解和最终输出。

  • cholesky_decompose_complex(A_input, L_iter, n);

    用于复值（complex-valued）矩阵。

  • cholesky_decompose_complex(A_input, L_output, L_iter, n);

    用于具有单独存储器的复值矩阵，以进行迭代分解和最终输出。

参数

A_input

指向大小为MATRIX_SIZE * MATRIX_SIZE的数组的指针，用于提供输入A矩阵。

其数据宽度和对齐应与矩阵中单个单元的数据宽度和对齐相匹配。

L_iter

指向大小为MATRIX_SIZE * MATRIX_SIZE的数组的指针，用于保存程序可以迭代的L矩阵。

在3个参数的变体中，结果也都记录在此。其数据宽度和对齐方式应与矩阵中指定矢量化宽度的单元向量的宽度和对齐方式相匹配。

如果给定了指向组件内存的指针，则编译器应该能够自动进行优化。

L_output

指向大小为MATRIX_SIZE * MATRIX_SIZE的数组的指针，用于记录最终矩阵的4个参数变体的结果。

其数据宽度和对齐应与矩阵中单个单元的数据宽度和对齐相匹配。

n

实际矩阵大小。

该参数不应大于MATRIX_SIZE

模板参数

FP_T
浮点数据类型。可以是float或double。
VEC_SIZE_PWR
矢量化宽度的对数（底为2）。矢量化宽度为 ，用于访问L_iter矩阵并进行点积计算。
此标头使用 Intel® HLS Compiler ivdep指令及其safelen()子句，插入与safelen()值匹配的虚拟迭代，以便更有效地管理存储器访问依赖性。
ivdep指令及其safelen()子句被用于Cholesky分解算法中的以下模板参数:
  • INNER_SAFELEN值应用到partial_dot数组，
  • OUTER_SAFELEN_OVERWRITE值应用于 L_iter矩阵
尽管提供了safelen()值的合理估值，但可能还需要针对不同的器件、时钟对象、精度和存储器安排对这些值进行一些调整。
使用迭代方法找到其最优值。首先，尝试较大的保守估计，直到编译结果不会显示任何“II”问题并给出令人满意的 fMAX。然后，使用Function Viewer（High-Level Design Reports的一部分）检查适用于safelen()值的存储器加载和存储节点的调度。加载和存储的启动周期的差异应该与该safelen()值的最佳使用值大致吻合。
INNER_SAFELEN
INNER_SAFELEN值适用于partial_dot数组。其值大致与算法中索引计算和浮点加法的延迟相匹配。safelen()值不会随矩阵大小而增长。默认给定值为16，该值应为单精度的理想值。对于双精度，请对其相应增加。
OUTER_SAFELEN_OVERWRITE
OUTER_SAFELEN_OVERWRITE值值适用于L_iter矩阵，并与列间依赖性相关。提供了safelen()值的估计值，以及该值随矩阵大小增长的估计值。但是，该模板参数的最佳值取决于时钟目标值、目标器件系列和所用精度。

使用此参数覆盖设置的safelen()值。

如果OUTER_SAFELEN_OVERWRITE=-1， 则将默认时钟对象的 Intel® Arria® 10器件上的safelen()值调整为单精度float数据类型。该调整还假设L_iter矩阵位于组件存储器中，并提供了适当的矢量化。

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