Vivado HLS工程testbench的三个要素

2022-04-17 07:10:04   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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纯业余者用VC(MFC)编写串口调试助手()



编写高效Vivado HLS工程testbench的三个要素

C程序的设计中,任何一个C程序的顶层都是main()函数。而在vivado HLS设计中,只要函数的层次在main()函数以下,都可以被综合。但是每个vivado HLS工程只能指定一个top层函数作为输出RTL模块的顶层,其它和这个函数层次平行,不需要被综合的函数都可以作为testbench来使用。这样就带来一个问题,如何编写vivado HLS工程testbench更高效,或者说能更好的让HLS工具自动重用C testbench验证产生的RTL代码就变得非常重要。



通常,Vivado HLS中,好的C testbench设计原则是testbench设计和需要实现的算法函数分别保存在不同的文件中,并且充分利用头文件。Testbench常常包含了一些HLS综合不支持的操作,比如通过文件的读写取得仿真数据并保存结果,或者打印一些测试结果进行分析。在头文件中,完成对testbench所有的数据类型和函数的定义,以及包含共享的设计文件和函数库。

Vivado HLS中,只能指定一个top层函数用于综合,top层函数可以包含多个子函数。当需要综合多个并行层次的函数时,可以编写一个wrapper函数作为top层函数,将需要综合的多个并行函数封装起来。

C testbench的目不仅是要验证需要综合的top函数功能正确(C编译器验证环境),同时重用C testbench作为综合产生RTL代码的仿真激励,HLS工具自动调用C testbench来验证RTL功能的一致性(C编译器和RTL仿真器的协同仿真环境)。这样,编写一个好的风格testbench可以很好的提高设计的验证效率,如果在HLS综合前和综合过程中,需要修改综合函数的代码,可以用testbench验证,确保需要综合的C算法功能正确。

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纯业余者用VC(MFC)编写串口调试助手()

Vivado HLS中推荐高效的testbench具有如下三个特征:

1. Testbench代码和需要综合的C算法代码保存在不同的文件中(例子1-1输入多个不同的数据,对需要综合的Top层函数执行多次的处理和验证。还可以进行top函数多样性的测试。TestbenchC设计分开不同的文件使得HLS程非常清晰,它们分别作为test bench文件和source文件加入HLSproject中。(Testbench和要综合实现的设计文件分别保存不是HLS强制的,也可以保存在同一个文件中,如果保存为同一个文件,在HLS工程,需要指定这个文件既是testbench文件也是source文件)

需要综合的top层函数文件

作为testbenchMain()函数文件和仿真数据文件

例子1-1 testbench函数和要综合的top函数保存在不同文件中

2. Testbench具有自测试功能,testbench调用需综合的top函数,仿真输出结果与已知正确的数值进行对比。已知正确的数值可以通过文件读入(例子2-1也可以由testbench其它部分的仿真代码产生(例子2-2)。 仿真数据和保存的Golden数据比较

例子2-1 testbench仿真数据与保存的Golden数据比较 Golden函数产生仿真的golden数据

需要综合的 top function

例子2-2 testbench仿真数据与Goden函数输出的数据比较 3. Main()函数作为testbench函数(例子3-1),如果仿真top函数正确,main()函数返回0值;如果仿真不通过,返回任意非0的值即可(例子3-2)。(之所以要求仿真正确返回0值,是因为HLS工具自动进行RTL验证时,如果testbench返回0值,HLS认为仿真正确,而返回其它值时,HLS报告仿真失败)

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纯业余者用VC(MFC)编写串口调试助手()

Main()函数作为testbench

例子3-1 Main函数作为testbench Golden结果一致,返回“0”,否则,返回非“0” 例子3-2 Testbench函数的返回值

综上所述,掌握三个基本的VivadoHLS工程testbench编写原则,可以轻松书写VHLS高效的testbench仿真激励。首先,testbench和要综合的顶层函数分别保存在不同的文件中,使得vivadoHLS工程简洁清楚;其次,testbench具有自测试功能,通过调用Golden函数或者已保存好的golden数据,与仿真的结果进行比较,使得HLS自动重用C testbench来验证RTL仿真变得简单;最好,数据比较一致返回“0”值,错误不一致时返回任意非“0”值即可。



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