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2020年度版Vivado HLSセミナ資料の項目

2020年度版Vivado HLSセミナ資料の項目です。
筑波大学で院生対象にやりたいと思っていますが、新型コロナウィルス対応でどうなるか、分かりません。遠隔になるかも?
バージョン2017.4 からバージョン 2019.2 に変更しました。また最後に Vivado HLS の xfOpenCV 対応方法の演習を追加しました。2019.2 なのでアプリケーション・ソフトの作成には Vitis を使っています。
総スライド数は xfOpenCV のVivado 部分を除いて(まだ書いてません) 1,320 枚くらいです。

HDLabでもVivado HLS 応用編をやりたいと思って、資料を作っているところです。こちらはより実践的なチューニング方法を書いています。完成したら、皆さんセミナを受けに来てください。よろしくお願いします。

2020年度Vivado HLSセミナ概要
2019年度のVivado HLSの使い方を勉強するセミナを開きます。回数は半日10回とします。今回から初心者編として最初に資料のNo1、No2、No3、No4、No5、No6を実施します。次に応用編としてNo7、No8、No9、No10を実施します。初心者編で十分な方はそこまでとします。応用編では、AXI4 MasterやAXI4-Streamのチューニングの方法や、HLSストリーム、OpenCV対応、任意精度固定小数点データ型、xfOpenCV対応などを実施します。なお資料のURLは別途送ります。このURLや資料はお友達やWebに拡散しないようにお願いします。
Windows版のVivado 2019.2(WebPACKで十分です)をインストールし、ZYBOのボードファイルをノートパソコンにインストールしてください。ただしノートパソコンは2回目から使用します。なお、Vivadoはv2019.2からマシンスペックを要求するようになっています。16GBのメモリを搭載したノートパソコンをご用意ください。
Vivado 2019.2のインストール方法は、“Vivado Design Suite ユーザー ガイド リリース ノート、インストール、および ライセンス UG973 (v2019.2) 2019 年 12 月 17 日”をご覧ください。(https://japan.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals_j/xilinx2019_2/ug973-vivado-release-notes-install-license.pdf)登録してダウンロードし、WebPACKをインストールすれば、ライセンス無しの無料で使用できます。WebPACKをインストールするには、マニュアルの37ページの8.で一番上のVivado HL WebPACKのラジオボタンをクリックしてください。
ZYBOのボードファイルのインストール方法については、“Digilent社のFPGAボードのボードファイルの設定方法”をご覧ください。

No9ではLinuxを使用してMicroSDカードをフォーマットして、Linux起動用Micro SDカードを作成します。よって、VirtualBoxかVMwareでUbuntuをインストールしてください。(資料はVirtualBoxで書いてあります)

Class10 8GBのMicro SDカードを1人1枚ご用意ください。必ずClass10 のMicro SDカードをご用意ください。また、ノートパソコンから書き込めるようにMicro SDカードのリーダー・ライターをご用意ください。ノートパソコンに付属の物でも構いません。
Tera Termもインストールしておくようにお願いします。
・Vivado HLS初心者編
    1. 第1回目(2時間程度)No1のフォルダに資料があります。実習はありません
        (ア) Zynqの概要
        (イ) AXI4インターフェース
        (ウ) Vivado HLS(概要)
    2. 第2回目(半日程度)資料-No2フォルダ
        (ア) Vivado HLSセミナ1(Vivado HLSインターフェース編)(ZYBO実機を使用します)
            1 Vivado HLSの基本的に使い方を学習します。簡単な乗算回路のIPを作ります。組み合わせ回路を作ります。
            2 Vivado HLSで作ったIPを使用して、VivadoでIPIを使って乗算回路にしてZYBOで実際に動作させます。
    3. 第3回目(半日程度)資料-No3フォルダ
        (ア) Vivado HLSセミナ2(レジスタの挿入とPIPELINEディレクティブ)
            1 第2回目で作成した乗算回路にレジスタを挿入します。
            2 パイプライン処理の方法を学習します。
            3 Vivado HLSでディスプレイ・コントローラを作ってみます。
    4. 第4回(半日程度)資料-No4フォルダ(ZYBO実機を使用します)
        (ア) Vivado HLSセミナ3(AXI4 Lite Slave編)
            1 乗算回路をAXI4 Lite Slaveインターフェース対応にします。
            2 Vivado HLSで作った乗算回路IPをVivadoのIPインテグレータ―にインスタンスし、ZYBOで実際に動作させます。
    5. 第5回(半日程度)資料-No5フォルダ
        (ア) Vivado HLSセミナ4(AXI4 Master初心者編)
            1 2乗回路(簡単な例)を題材にAXI4 Masterの実装方法を学習します。
            2 Vivado HLSで2乗回路IPを作成し、Vivadoで実装してZYBO実機で2乗結果を確認します(AXI_HPポート使用)。
    6. 第6回(半日程度)資料-No6フォルダ
        (ア) Vivado HLSセミナ5(AXI4 Stream初心者編)
            1 第5回と同じ2乗回路(簡単な例)を題材にAXI4-Streamの実装方法を学習します。
            2 Vivado HLSで2乗回路IPを作成し、DMA IPと組み合わせてVivadoで実装してZYBO実機で2乗結果を確認します(AXI_ACPポート使用)。

・Vivado HLS応用編
    7. 第7回(半日程度)資料-No7フォルダ
        (ア) Vivado HLS勉強会6(AXI4 Masterチューニング編)
            1 ラプラシアンフィルタを題材にAXI4 Masterの実装方法を学習します。
            2 ディレクティブ(指示子)やCの構造による性能の違いを学習します(チューニング方法)。
    8. 第8回(半日程度)資料-No8フォルダ
        (ア) Vivado HLSセミナ7(AXI4 Streamチューニング編)
            1 第5回目のラプラシアンフィルタをAXI4 Streamで実装します。AXI4 Streamは一番性能が出やすくお得です。
            2 AXI4-Streamを使用したラプラシアンフィルタをVivadoで実装して実機確認します(実習)。
    9. 第9回(半日程度)資料-No9フォルダ(ZYBO実機を使用します)
        (ア) Vivado HLSセミナ8(Vivado HLSのIPをLinuxから使用する)
            1 第6回目で作成した2乗回路をLinuxから使用する方法を学習します。
            2 ikwzmさんのスキームを使用したZYBOでDebianを起動できるMicro SDカードを作成します。
            3 ZYBOでDebianを起動して、デバイス・ドライバや環境の設定を行います。
            4 Linuxが起動中に、デバイスツリーをロードして、FPGAのコンフィギュレーションとUIO、UDMABUFのロード、PSのクロック設定を行います。
            5 アプリケーションソフトを使用して、2乗回路をLinuxから使用します。
    10. 第10回(半日程度)資料-No10フォルダ
        (ア) Vivado HLSセミナ9(任意精度固定小数点データ型とVivado HLSのビデオ関数、xfOpenCV)
            1 任意精度固定小数点データ型
                1. いろいろな任意精度固定小数点データ型に対して量子化モード、オーバーフローモードを変更してCシミュレーションし、その違いを実感する。
                2. また、①のCコードの合成を行い、リソース使用量の違いを確認する。
            2 Vivado HLSのビデオ関数
                1. Vivado HLSのOpenCV対応ライブラリについて学習する
                2. Vivado HLSのビデオ関数を使用したSobelフィルタについて実習する。
            3 XfOpenCV
                1. Vivado HLSのxfOpenCVの使用方法について学習する
                2. XfOpenCVを使用したmedianフィルタを実装する
                3. 2.の medianフィルタIPを使用したVivadoのブロックデザインを作成し、ZYBOの実機で動作を確認する

なお、資料は自習ができるように丁寧に書いてあります。勉強会の途中から抜ける、また、途中から参加もOKです。履修した授業は出席するようにしてください。質問は勉強会以外でも随時受け付けます。

なお、My電源タップをもってきて頂けると助かります。電源につないでおかないとノートの電池は持たないと思います。
ノートパソコンにインストールし置いたほうが良いソフトウェア
・SDメモリカードフォーマッター
  1. 2020年04月04日 08:30 |
  2. Vivado HLS
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