課程安排

一、?介紹Vitis, Ultra96開(kāi)發(fā)板和入手實(shí)驗(yàn)

1.?Vitis軟件平臺(tái)原理、軟件界面和開(kāi)發(fā)流程介紹，包括各組件功能、軟件安裝、軟件和硬件仿真、相關(guān)工具Vivado、Petalinux、HLS和SDK及它們之間的關(guān)系。

2.?Ultra96開(kāi)發(fā)板介紹，鏡像安裝和升級(jí),硬件搭建和網(wǎng)絡(luò)配置。

3.?用Vitis創(chuàng)建Hello World、Memory、設(shè)備測(cè)試和FSBL鏡像啟動(dòng)等項(xiàng)目并在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。

二、?介紹HLS?C++硬件加速和IP封裝原理、HLS軟件，并通過(guò)GUI和Tcl 創(chuàng)建HLS若干實(shí)驗(yàn)，熟悉了解HLS技術(shù)

1.?Vivado HLS硬件加速原理、開(kāi)發(fā)流程、HLS軟件、加速方法pipeline和unroll。

2.?使用Vivado HLS?GUI界面創(chuàng)建HLS?C++項(xiàng)目，C仿真驗(yàn)證，高水平綜合，RTL驗(yàn)證并打包成IP核。

3.?學(xué)習(xí)Tcl命令，使用Tcl命令創(chuàng)建、驗(yàn)證、綜合和打包HLS?C++項(xiàng)目，并比較不同優(yōu)化方法的Latency、Interval和資源利用率。

4.?（選項(xiàng)）學(xué)習(xí)使用IP集成器設(shè)計(jì)調(diào)用和打包IP核，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目包含Tcl生成的兩個(gè)IP核，調(diào)用一個(gè)Xilinx FFT IP核，打包并驗(yàn)證設(shè)計(jì)。

三、?學(xué)習(xí)Xilinx定制嵌入式Linux軟件工具Petalinux軟件及重要概念

1、Petalinux開(kāi)發(fā)軟件、控制文件、開(kāi)發(fā)命令和開(kāi)發(fā)流程介紹，。

2、構(gòu)建底層工具Make命令、Makefile、CMake和Autotools概念、程序和實(shí)驗(yàn)。

3、使用Petalinux生成最簡(jiǎn)Ultra96 Linux系統(tǒng)。

4、（選項(xiàng)）構(gòu)建PetaLinux軟件的Yocto架構(gòu)和BitBake工具學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。

四、?定制一個(gè)完整的Ultra96v2異構(gòu)加速平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)制作Wifi和DPU功能的Ultra96v2 Vitis異構(gòu)加速平臺(tái)，以下內(nèi)容各約一個(gè)小時(shí)

1.?使用vivado設(shè)計(jì)含Wifi和DPU功能的Ultra96v2硬件平臺(tái)。

2.?使用Petalinux定制含Wifi和DPU功能的Ultra96v2?Linux軟件平臺(tái)。

3.?使用Vitis設(shè)計(jì)含Wifi和DPU功能的Ultra96v2?異構(gòu)加速平臺(tái)。

五、?學(xué)習(xí)使用Vitis軟件GUI和命令行開(kāi)發(fā)基于RTL、C、C++或OpenCL C的FPGA硬件加速項(xiàng)目，進(jìn)行評(píng)估、分析和優(yōu)化，部分實(shí)驗(yàn)在ultra96開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行

實(shí)驗(yàn)一、使用Vitis創(chuàng)建RTL向量加法器項(xiàng)目，并運(yùn)用Vitis Analyzer對(duì)時(shí)間線和DDR傳輸性能進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)二、 使用Vitis C++/OpenCL分別使用界面方法和使用命令行創(chuàng)建向量加法器項(xiàng)目，由Vitis調(diào)用Vivado HLS生成硬件kernel，運(yùn)行仿真，并在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)三、使用HLS常用優(yōu)化方法對(duì)前面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化和仿真，用Vitis Analyzer獲得HLS報(bào)告,分析觀察優(yōu)化前后的加速器運(yùn)行狀態(tài)和性能。

實(shí)驗(yàn)四、介紹Vitis?Opencv硬件加速庫(kù)和Streaming技術(shù)，創(chuàng)建加速項(xiàng)目對(duì)圖像進(jìn)行縮放和高斯濾波等處理。

實(shí)驗(yàn)五、（選項(xiàng)）用Vitis設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（FIR）濾波器，并進(jìn)行軟件和硬件仿真。