pragma HLS dependence - 2023.2 简体中文

描述

Vitis HLS 会检测循环内的依赖关系：循环的相同迭代内的依赖关系为独立于循环的依赖关系，循环的不同迭代之间的依赖关系则为循环进位依赖关系。DEPENDENCE 编译指示允许您提供额外信息用于定义、抵消循环依赖关系，并允许循环以更低的时间间隔来进行流水打拍。

独立于循环的依赖关系

在单个循环迭代内访问相同元素。

for (i=1;i<N;i++) {
 A[i]=x;
 y=A[i];
}

循环进位依赖关系

从不同循环迭代内访问相同元素。

for (i=1;i<N;i++) {
 A[i]=A[i-1]*2;
}

这些依赖关系会影响运算的调度时间，尤其是在函数和循环流水打拍期间。

在诸如建立变量相关阵列索引或需强制实施外部要求（例如，2 项输入从不采用相同索引）之类的情况下，依赖关系分析可能过于保守，无法滤除假性依赖关系。DEPENDENCE 编译指示允许您显式定义依赖关系并消除假性依赖关系。

语法

将编译指示置于函数边界内定义依赖关系的位置。

#pragma HLS dependence variable=<variable> <class> \
<type> <direction> distance=<int> <dependent>

其中：

variable=<variable>

（可选）指定为了确认依赖关系而需要考量的变量。

重要： 对于与 m_axi 接口内其他实参捆绑的函数实参，不能指定 dependence。这是函数上的 m_axi 接口的默认配置。并且除非结构体已解聚，否则也不能为结构体的元素指定依赖关系。

class=[array | pointer]

（可选）指定需要澄清其中所含依赖关系的变量的类。有效值包括 array 或 pointer。

提示： <class> 和 variable= 不应一起指定，因为您可以在函数内为某一个变量或者某一类变量指定依赖关系。

type=[inter | intra]

有效值包括 intra 或 inter。指定依赖关系：

intra

相同循环迭代内的依赖关系。当依赖关系 <type> 指定为 intra 并且 <dependent> 为 false 时，HLS 工具可在循环内自由移动操作，从而增大其可移动性并潜在改善性能或面积。当 <dependent> 指定为 true 时，必须按指定顺序执行操作。

inter

不同循环迭代间的依赖关系。这是默认 <type>。如果依赖关系 <type> 指定为 inter，并且 <dependent> 为 false，那么它允许 HLS 工具并行执行多项操作，前提是函数或循环采用流水打拍或者循环已展开或部分展开，当 <dependent> 指定为 true 时，则阻止此类并发操作。

direction=[RAW | WAR | WAW]

仅与循环进位依赖关系有关，用于指定依赖关系的方向：

RAW（先写后读 - 真性依赖关系）

写指令使用的值供读指令使用。

WAR（先读后写 - 反依赖关系）

读指令获取的值被写指令覆盖。

WAW（先写后写 - 输出依赖关系）

2 条写指令按顺序写入相同位置。

distance=<int>

指定阵列访问的迭代间距离。仅与循环进位依赖关系有关，其中依赖关系设为 true。

<dependent>

指定 <dependent> 实参可用于指示依赖关系如为 true 则需要强制实施，如为 false 则应移除。但如果不指定该实参，则工具将返回警告，称未指定该值，并且假定值为 false。接受的值为 true 或 false。

示例 1

在以下示例中，HLS 工具不知晓 cols 的值，并且保守假定在写入 buff_A[1][col] 与读取 buff_A[1][col] 之间始终存在依赖关系。在诸如此类的算法中，cols 几乎不可能为 0，但 HLS 工具无法就数据依赖关系做出任何判断。为了克服这一缺陷，您可使用 DEPENDENCE 编译指示来声明在循环迭代之间（在此示例中，针对 buff_A 和 buff_B）没有依赖关系。

void foo(int rows, int cols, ...){
  for (row = 0; row < rows + 1; row++) {
    for (col = 0; col < cols + 1; col++) {
    #pragma HLS PIPELINE II=1
    #pragma HLS dependence variable=buff_A type=inter false
    #pragma HLS dependence variable=buff_B type=inter false
      if (col < cols) {
         buff_A[2][col] = buff_A[1][col]; // read from buff_A[1][col]
         buff_A[1][col] = buff_A[0][col]; // write to buff_A[1][col]
         buff_B[1][col] = buff_B[0][col];
      }
    }
  }
}

示例 2

移除 func 函数的 loop_1 的相同迭代中的 Var1 之间的依赖关系。

#pragma HLS dependence variable=Var1 type=intra false

示例 3

在 func 函数的 loop_2 中的所有阵列上定义依赖关系，以便告知 HLS 工具，在相同循环迭代内，所有读操作都必须发生在写操作之后 (RAW)。

#pragma HLS dependence class=array type=intra direction=RAW true

另请参阅

• set_directive_dependence
• pragma_HLS_disaggregate
• pragma_HLS_pipeline