Xilinx Vivado HLS中Floating-Point（浮点）设计编码风格与技巧

尽管通常Fixed-Point（定点）比Floating-Point（浮点）算法的FPGA实现要更快，且面积更高效，但往往有时也需要Floating-Point来实现。这是因为Fixed-Point有限的数据动态范围，需要深入的分析来决定整个设计中间数据位宽变化的pattern，为了达到优化的QoR，并且要引入很多不同类型的Fixed-Point中间变量。而Floating-Point具有更大的数据动态范围，从而在很多算法中只需要一种数据类型的优势。
Xilinx Vivado HLS工具支持C/C++ IEEE-54标准单精度及双精度浮点数据类型，可以比较容易，快速地将C/C++ Floating-Point算法转成RTL代码。与此同时，为了达到用户期望的FPGA资源与性能, 当使用Vivado HLS directives时需要注意C/C++编码风格与技巧相结合。


Xilinx Vivado HLS中Floating-Point（浮点）设计

编码风格与技巧

George Wang (王宏强) – Xilinx DSP Specialist

 

尽管通常Fixed-Point（定点）比Floating-
Point（浮点）算法的FPGA实现要更快​，且面积更高效，但往往有时也需要Floating-
Point来实现。这是因为Fixed-
Point有​限的数据动态范围，需要深入的分析来决定整个设计中间数据位宽变化的patte
rn，为了达到优化的QoR​，并且要引入很多不同类型的Fixed-
Point中间变量。而Floating-
Point具有更大的数​据动态范围，从而在很多算法中只需要一种数据类型的优势。

Xilinx Vivado HLS工具支持C/C++ IEEE-
54标准单精度及双精度浮点数据类型，可以比较容易，快速地将C/C++ Floating-
Point算法转成RTL代码。与此同时，为了达到用户期望的FPGA资源与性能,
当使用Vivado HLS directives时需要注意C/C++编码风格与技巧相结合。

 

1. 编码风格
1.1      单双精度浮点数学函数

 

#include

float example(float var)

{

return log(var); // 双精度自然对数

}

 

在C设计中, 这个例子, Vviado HLS
生成的RTL实现将输入转换成双精度浮点,并基于双精度浮点计算自然对数,然后将双精度
浮点输出转换成单精​度浮点.