ブロッキング呼び出しでの HLS 関数の動作 - 2021.2 日本語

疑似コード - ブロッキング呼び出し

void hls_func(hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & in_sample
              hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & out_sample) {
    ...
    ap_axis<64, 0, 0, 0> in_sample_x = in_sample.read();
    ...
}

このコードで、read() はブロッキング呼び出しです。ストリームにデータがなければ、この読み出しはブロックされます。データを生成する AI エンジン カーネルは、実行されたときに出力を生成する場合としない場合があります。そのため、Simulink が HLS 関数を呼び出したときに生成ブロックからのデータがない場合、HLS 関数がブロックされ、Simulink がハングします。

インポートされた HLS 関数とは異なり、HLS Kernel ブロックは別のスレッドで実行されます。そのため、HLS Kernel がプロデューサー AI エンジン ブロックからの入力を待つなどブロックされた場合でも、Simulink は機能し続けます。この場合、HLS Kernel ブロックの出力はデータを含まない可変サイズの出力になります。

HLS Kernel は IP

HLS 関数をそれだけデザインにインポートしても、HLS 関数はストリーミング ポートを持つ IP としては機能しません。Model Composer で Interface Spec ブロックを使用して、デザインのストリーミング ポートを指定し、HLS IP を生成する必要があります。HLS Kernel は、HLS 関数とは異なり、Vitis™ ソフトウェア プラットフォーム HLS で使用可能な HLS IP であり、直接合成できます。次に、ストリーミング インターフェイスを含む HLS カーネル コードを示します。

hls_kernel.cc:

void hls_kernel_blk(
    hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & in_sample1,
    hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & in_sample2,
    hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & out0_itr1,
    hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & out1_itr1
)
{
    #pragma HLS PIPELINE II=1
    #pragma HLS INTERFACE ap_ctrl_none port=return
    #pragma HLS INTERFACE axis register both port=out1_itr1
    #pragma HLS INTERFACE axis register both port=out0_itr1
    #pragma HLS INTERFACE axis register both port=in_sample1
    #pragma HLS INTERFACE axis register both port=in_sample2
    ap_int64 in_samp0 ; // Iteration-1: 2 complex samples concatenated to 64-bit
    ap_int64 in_samp1 ; // Iteration-2: 2 complex samples concatenated to 64-bit
...

この例で、関数シグネチャとポートのインターフェイスを指定する HLS プラグマに注目してください。この関数には、HLS IP に必要なすべてのコンストラクトが含まれます。

次に示すように、対応するカーネル関数をヘッダー ファイルで指定のフォーマットで宣言する必要があります。

void hls_kernel_blk(
    adf::dir::in hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > &in_sample1,
    adf::dir::in hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > &in_sample2,
    adf::dir::out hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > &out0_itr1,
    adf::dir::out hls::stream<ap_axis<64, 0, 0, 0> > & out1_itr1
);

上記に示すように、各関数パラメーターには、ポートの方向によって adf::dir::in または adf::dir::out を前に付ける必要があります。