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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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
GCC Microsoft Visual C++ 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

2.3. 编译器互操作性（Interoperability）

您可以使用GCC或Microsoft Visual Studio编译测试台代码，但为生成支持您组件的RTL和仿真始终需要 Intel® HLS Compiler。
下表显示了在您设计的各部分中进行编译时可使用的编译器：
  GCC/MSVC i++
Testbench X X
Component (emulation) X X
Component (RTL)   X
限制： 您不能使用GCC和Microsoft Visual Studio 编译由 Intel® HLS Compiler提供头文件的代码，HLS/hls.h除外。对于某些任意精度的数据类型， Intel® HLS Compiler提供的引用头文件可以与FPGA优化头文件一起通过GCC和Microsoft Visual Studio编译。请参阅任意精度数学支持获得详细信息。

要查看 Intel® HLS Compiler支持的GCC和Microsoft Visual Studio版本，请参阅“ Intel® High Level Synthesis Compiler入门指南”中的 Intel® High Level Synthesis Compiler先决条件。

要使用本机编译器（GCC或Microsoft Visual Studio）编译您的 Intel® HLS Compiler代码，就必须从初始化 Intel® HLS Compiler环境的终端会话（terminal session）中运行本机编译器。初始化脚本为您的系统选择正确的本机编译器。

GCC

要使用GCC编译您的 Intel® HLS Compiler代码：
  1. 初始化您的环境，通过使用 Intel® HLS Compiler初始化脚本：
    <quartus_installdir>/hls/init_hls.sh
  2. 使用-l命令选项将 Intel® HLS Compiler头文件的链路添加到包含链路的g++命令。

    头文件位于 quartus_installdir/hls/include目录。

  3. 通过-L命令选项将HLS仿真库的链路添加到链接器搜索路径（linker search path）中。

    该仿真库位于 quartus_installdir/hls/host/linux64/lib目录。

  4. 请将hls_emul库添加到链接器命令（即指定-lhls_emul作为命令选项）。
  5. 请确保您指定g++命令的-std=c++17选项。
  6. 如果要生成调试符（debug symbols），请指定g++命令的-g选项。
  7. 如果您在任务系统中使用HLS任务（ihc::launch和ihc:collect），请指定 g++命令的-pthread选项。
  8. 如果您使用任意精度数据类型，请在源代码中包含引用版本，而不是随 Intel® HLS Compiler提供的FPGA优化版本。您可以使用__INTELFPGA_COMPILER__宏功能来控制需要包含的变体。例如，如果您使用任意精度整数，则可以使用以下宏代码
    #ifdef __INTELFPGA_COMPILER__ 
#include "HLS/ac_int.h" 
#else 
#include "ref/ac_int.h" 
#endif
如果要实现这些步骤，您的g++命令类似于以下实例命令： 
g++ myFile.cpp -g -I"$(HLS_INSTALL_DIR)/include" 
               -L"$(HLS_INSTALL_DIR)/host/linux64/lib" -lhls_emul 
               -pthread -std=c++17

Microsoft Visual C++

以下指令通过Microsoft Visual Studio 2017 Professional测试。

使用Microsoft Visual C++编译您的 Intel® HLS Compiler代码：

  1. 请初始化您的环境，且使用的 Intel® HLS Compiler初始化脚本为：
    <quartus_installdir>/hls/init_hls.bat
  2. 请使用/l命令选项将 Intel® HLS Compiler头文件及其路径添加到编译器命令。

    该头文件位于 quartus_installdir\hls\include目录。

  3. 添加/Zi选项以在编译时生成调试符。
  4. 添加/wd4068选项以消除告警，由于MSVC代码无法识别 Intel® HLS Compiler预处理指令（pragmas）。
  5. 通过/libpath命令选项将HLS仿真库添加到链接器搜索路径。

    该仿真库位于 quartus_installdir\hls\host\windows64\lib目录。

  6. 请将hls_emul库添加到链接器命令。
  7. 如果您使用的是任意精度数据类型，请包含引用版，而非随 Intel® HLS Compiler提供的FPGA优化版。您可以使用__INTELFPGA_COMPILER__宏来控制需要包含的版本：
    #ifdef __INTELFPGA_COMPILER__ 
#include "HLS/ac_int.h" 
#else 
#include "ref/ac_int.h" 
#endif
您的Microsoft Visual C++编译器命令应类似于以下实例命令： 
cl myFile.cpp /I "%HLS_INSTALL_DIR%\include" /nologo /EHsc /wd4068 /MD 
              /std:c++17 /Zi 
              /link "/libpath:%HLS_INSTALL_DIR%\host\windows64\lib" 
              hls_emul.lib

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