嵌套循环 - 2022.1 简体中文

含嵌套循环的编码是很常见的。了解嵌套循环结构中循环的流水打拍方式是实现目标性能的关键。

如果将 HLS PIPELINE 编译指示应用于某个循环，并且此循环嵌套在另一个循环内，那么 v++ 编译器会尝试平铺此循环，以创建单一循环，并将 PIPELINE 编译指示应用于所构建的循环。平铺循环有助于改善内核性能。

编译器能够平铺以下类型的嵌套循环：

1. 完美嵌套循环：
   • 仅限内层循环才有循环主体。
   • 循环声明之间不指定任何逻辑或运算。
   • 所有循环边界均为常量。
2. 半完美嵌套循环：
   • 仅限内层循环才有循环主体。
   • 循环声明之间不指定任何逻辑或运算。
   • 内层循环边界必须为常量，但外层循环边界可为变量。

以下代码示例演示了完美嵌套循环的结构：

ROW_LOOP: for(int i=0; i< MAX_HEIGHT; i++) {
  COL_LOOP: For(int j=0; j< MAX_WIDTH; j++) {
    #pragma HLS PIPELINE
    // Main computation per pixel
  }
}

以上示例显示的嵌套循环结构包含两个循环，这两个循环对传入的像素数据执行部分计算。在大部分情况下，您希望在每个周期内对任一像素进行处理，因此将 PIPELINE 应用于嵌套循环主体结构。编译器能够平铺该示例中的嵌套循环结构，因为它是完美嵌套循环。

前述示例中的嵌套循环的两个循环声明之间不包含任何逻辑。在 ROW_LOOP 与 COL_LOOP 未布局任何逻辑；全部处理逻辑都位于 COL_LOOP 内。并且，这两个循环具有固定数量的迭代。这两项条件有助于 v++ 编译器平铺循环并应用 PIPELINE 约束。