Vitis HLS 2020.2 で Vitis Vision Library を使用する4（medianblur 編）

”Vitis HLS 2020.2 で Vitis Vision Library を使用する3（sobelfilter 編）”の続き。

今まで、Vitis Vision Library の例としてやってきた dilation や sobelfilter は画像ファイルを読み込み時にグレイスケールとして読み込んでいた。今回の medianblur はカラーとして読み込んで、メディアン・フィルタ処理するので、どのようなスループットになるか？楽しみだ。今回は、AXI4 Master のビット幅をデフォルトの 128 ビット幅から 32 ビット幅に減らしてやってみようと思う。

（注） Solution Settings (solution1) の m_axi_addr_64 のチェックを外すのを忘れてしまいました。よって、 AXI4 Master アクセスが 64 ビット幅アクセスをするように実装されています。

Vitis 2020.2 で ZYBO Z7-20 の medianblur プロジェクトを作成した。

Vitis_Libraries/vision/L1/examples/medianblur ディレクトリの 3 つのファイル

xf_median_blur_accel.cpp
xf_median_blur_config.h
xf_median_blur_tb.cpp

を Vitis HLS の medianblur プロジェクトのディレクトリにコピーした。

Vitis_Libraries/vision/L1/examples/medianblur/build ディレクトリの

xf_config_params.h

も Vitis HLS の medianblur プロジェクトのディレクトリにコピーした。

Vitis HLS プロジェクトの Explorer の Source には、 xf_median_blur_accesll.cpp 、 Test Bench には xf_median_blur_tb.cpp を設定した。


それらの Source , Test Bench に設定する CFLAGS や Linker Flags や Input Arguments は”Vitis Vision Library を使用する時の Vitis HLS 2020.2 の設定方法（dilation 編 1）”に書いたとおりに指定した。画像ファイルも同じ物を使用した。

void median_blur_accel() 関数の引数のテンプレートの設定値は PTR_WIDTH なので、 PTR_WIDTH を 128 から 32 に変更する。
そのためには、 xf_median_blur_config.h の

#define PTR_WIDTH 128

をコメントアウトして、

#define PTR_WIDTH 32

を追加した。


修正後に C シミュレーションを行った。結果を示す。


medianblur/solution1/csim/build ディレクトリの hls_out.jpg と ref_img.ipg は同じに見える。良さそうだ。


C コードの合成を行った。結果を示す。



C/RTL 協調シミュレーションを行った。結果を示す。


Latency は 18220 クロックだった。これを総ピクセル数 128 x 128 = 16384 ピクセルで割ると、
18220 / 16384 ≒ 1.11 クロック/ピクセル
となる。

C/RTL 協調シミュレーションの波形を見てみよう。
まずは、入力（Read）の全体波形から見てみよう。


拡大してみる。


RVALID の見えている波形の周期は 210 ns で 1 の幅が 155 ns だった。

今度は出力（Write）の全体波形を見てみよう。


拡大してみる。


WVALID の周期 40 ns の内の 1 の間は 30 ns となっていた。

最後に Export RTL の結果を示す。