本篇文章為本人學習Xilinx的Vivado HLS教程記錄的學習筆記，僅供學習參考。

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目錄：

1. Vivado HLS課程簡介
2. FPGA與CPU、GPU、DSP的區別
3. FPGA的優勢
4. Xilinx FPGA架構:邏輯單元、算術邏輯單元、存儲單元
5. 使用C/C++ 來開發FPGA時需要關注的方面

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1.Orientation and Overview of this Course（課程簡介）:

設計流程、代碼風格、for循環和數組的優化方法、輸入輸出端口的實現方式

2.FPGA架構（軟件工程師的角度）：

2.1 FPGA與CPU、GPU、DSP的區別

• FPGA是硬件可編程，其他芯片為軟件可編程。
• FPGA具有豐富的硬件計算單元(大量乘法器)以及分布式并行內存，其他芯片只有非常有限的計算資源，比如CPU只有幾個高性能ALU，另外其他芯片一般使用一個共享內存，在任何是有只能進行一次的讀或者寫操作。
• FPGA靈活的硬件資源導致所使用的HDL語言抽象級別非常低，為RTL級，而其他芯片的編程語言都是在算法級或者系統級。
• CPU適用于調度和管理的場景，比如文件管理，人機交互。
• DSP適合數據處理，尤其是遞歸調用
• GPU適合大容量數據流處理

來自 <https://blog.csdn.net/wangwenqing2018/article/details/77824785>

2.2 FPGA的優勢

2.3 Xilinx FPGA架構（軟件工程師角度）

邏輯單元、存儲單元、算術邏輯單元

（1）邏輯單元：LUT查找表、MUX數據選擇器、carry chain進位鏈

• LUT實現邏輯函數發生器：通過真值表的方式實現
• 加法運算也屬于邏輯運算（異或、與等）：可用LUT或DSP48實現

（2）ALU算術邏輯單元：DSP48

可實現加法、乘法、累加等，可應用于數字濾波、FFT等

（3）存儲單元：

• Block RAM（塊隨機存儲器、2個18Kb的內存組成)
• 分布式RAM（LUT in SLICEM）
• 可多功能配置模式：單端/雙端、ROM/RAM、FIFO
• C/C+數組會映射到RAM

軟件工程師關注：功能、操作與單元的對應關系、算法模型的資源利用率（綜合報告有）、優化方法

3.使用C/C++ 來開發FPGA時需要關注的方面：

• 算法的不同部分的功能
• FPGA底層單元的操作
• 算法不同部分同FPGA底層單元的映射關系
• 算法的FGPA資源使用率