淺談Vivado HLS存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中Line Buffer

淺談VivadoHLS存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中LineBufferLineBuffer

行緩沖區(qū)是一個(gè)多維移位寄存器，能夠存儲(chǔ)若干行的像素?cái)?shù)據(jù)。通常情況下，線的緩沖塊RAM實(shí)現(xiàn)避免通信延遲對(duì)片外存儲(chǔ)器的記憶。此外，行緩沖區(qū)需要同時(shí)讀和寫訪問，這需要充分利用的雙端口的性質(zhì)的塊。雖然內(nèi)存窗口是行緩沖區(qū)的一個(gè)子集，但是在大多數(shù)的視頻和圖像處理算法中，不能直接使用行緩沖區(qū)。圖4中所示的是一個(gè)輸入像素的路徑遍歷算法計(jì)算內(nèi)核。正如在窗口的情況下，一個(gè)行緩沖區(qū)被聲明為一個(gè)多維數(shù)組。在確定行緩沖區(qū)的高度時(shí)，一個(gè)簡單的規(guī)則是將其保持在同一高度的內(nèi)存窗口中。例如，相應(yīng)的行緩沖區(qū)窗口B在FPGA中聲明為：rgb_pixelD[3][MAX_COLS]

聲明一個(gè)滿三行的緩沖存儲(chǔ)器在FPGA資源利用中效率是不高的，但在C/C++里它是最簡單的代碼。該區(qū)域低效率是窗口處理算法的結(jié)果不需要一個(gè)完整的N行數(shù)據(jù)開始計(jì)算。在一些數(shù)據(jù)塊上存儲(chǔ)全部的N行而不是N-1條線路和一些像素的結(jié)果。根據(jù)設(shè)備的使用情況，在本文檔中所示的例子代碼可以進(jìn)一步優(yōu)化，以減少塊內(nèi)存消耗。隨著一個(gè)類似的移位寄存器的數(shù)據(jù)移動(dòng)說明書中，一個(gè)行緩沖器需要用戶重新考慮處理循環(huán)的邊界的算法中。該算法必須考慮到行緩沖的兩種效果。第一個(gè)效果是填充行緩沖器具有足夠的數(shù)據(jù)來計(jì)算第一輸出值所需的時(shí)間。第二個(gè)效果是，該算法將不得不運(yùn)行更多的迭代比可用輸入樣本以產(chǎn)生所有輸出采樣。用行緩沖器D中的例子繼續(xù)，則該算法的計(jì)算循環(huán)擴(kuò)展，如下所示。for(row=0;row<MAX_ROW;row++){

for(col=0;col<MAX_COL;col++){

....

}

}

to

For(row=0;row<MAX_ROW+1;row++){

for(col=0;col<MAX_COL+1;col++){

....

}

}邊界條件的由1占由一個(gè)行緩沖器的插入創(chuàng)建的輸入和輸出數(shù)據(jù)之間的偏移的擴(kuò)展。與延伸超過輸入數(shù)據(jù)集的邊界的處理的循環(huán)中，用戶必須添加選通條件，以確保該算法的正確功能。在第一個(gè)代碼示例中，該算法的輸入范圍是有界的。繼的數(shù)據(jù)流的第二個(gè)例子，所有的輸入數(shù)據(jù)是最初寫的線緩沖區(qū)。這意味著，門條件必須放置在輸入數(shù)據(jù)寫入到該行緩沖器。輸入數(shù)據(jù)選通條件的一個(gè)例子如下所示。

if(col<MAX_COL&row<MAX_ROW){

D[2][col]=new_data[k];

}

輸出接口的寫入結(jié)果也必須被延遲到該行緩沖區(qū)延遲。例如，一個(gè)條件的一個(gè)例子來顯示輸出。if(col>0&row>0)

{

output_pixel[k]=result;

}在行緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)移動(dòng)是一個(gè)垂直的移位，在新的行被添加為舊行被丟棄。該線沿柱軸自動(dòng)發(fā)生的由于內(nèi)部循環(huán)處理過的線上校垂直移位可編碼如下圖所示的水平移動(dòng)。

if(col<MAX_COL