如何优化HLS仿真脚本运行时间

菜鸡一枚，记录下自己的学习过程，可能后续有更新，也可能没有更新，谨慎参考。

v1.0 24-02-22  C++ 打印秒级时间戳，向 TXT 文件写入多维数组

2 C++ 打印秒级时间戳

需求：由于自己目前一个 HLS 仿真脚本需要运行 1个多小时，先打算通过打印时间戳的方式找出最耗时的部分，然后想办法优化。

具体代码如下：

 

#include 
#include 
#include 

// Get current timestamp (in seconds)
long long getCurrentTimestampInSeconds() {
    auto now = std::now();
    auto now_seconds = std::time_point_cast(now);
    return now_seconds.time_since_epoch().count();
}

// Convert timestamp to date-time string
std::string timestampToDateTimeString(long long timestamp) {
    auto time = std::from_time_t(timestamp);
    std::time_t c_time = std::to_time_t(time);
    char buffer[80];
    std::strftime(buffer, 80, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", std::localtime(&c_time));
    return std::string(buffer);
}

void print_timestamp() {
    // 1 Get current timestamp (seconds)
    long long timestamp_seconds = getCurrentTimestampInSeconds();
    std::cout << "Current timestamp (seconds): " << timestamp_seconds << std::endl;
    // 2 Convert timestamp to date-time string and print it
    std::string datetime_string = timestampToDateTimeString(timestamp_seconds);
    std::cout << "Current date and time: " << datetime_string << std::endl;
}

 

HLS 仿真输出：

 

Current timestamp (seconds): 1708591115
Current date and time: 2024-02-22 1635

 

C++ 代码在线调试 |

使用方式：将上述代码复制到 testbench 对应的cpp中。再需要打印时间戳时，调用 print_timestamp() 函数即可在 vitis hls 的控制台打印当前时间。（也可以放到一个额外的 cpp 文件中，然后testbench 包含该cpp对应的头文件即可）

代码解析：在C++中打印时间戳，可以使用标准库 和 来获取当前时间，并将其转换为时间戳。调用 getCurrentTimestampInSeconds 函数会返回当前时间的秒级时间戳。然后可以使用 头文件中的函数来将时间戳转换为年月日小时分秒的格式。

在 timestampToDateTimeString 函数中，先将时间戳转换为 std::system_clock 类型的时间点，然后使用将其转换为 std::time_t 类型。最后使用 std::strftime 函数将 std::time_t 类型的时间转换为日期时间字符串。

在 print_timestamp 中先获取秒级时间戳，再将时间戳转换为日期时间字符串并打印出来。

3 向 TXT 文件写入多维数组

我比较喜欢用 python 脚本生成测试激励(存储到 txt 文件中，一行一个数据)，然后 HLS testbench 读取激励文件。同时 hls 仿真结果也会写入到指定的 TXT 文件，用于与参考值进行详细对比，从而验证硬件代码是否功能正确。

这里以向 TXT 文件写入 3D 数组为例，具体代码如下：

 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

// 设置存放 hls 仿真结果的文件夹
const string result_path = "path/to/hls_result/"; 
// 这里的 p_limit, b_limit, i_limit 替换为想设置的常量, 假设 data 为 hls 仿真结果
int data[p_limit][b_limit][i_limit];

int main()
{
 ostringstream oss;
{
 cout << "3 Saving output..."<

	 

	若指定路径下无该 txt 文件，会自动创建 output_hls.txt 文件。

	代码解析：先通过拼接得到文件的绝对路径( 绝对路径已尝试过可行，相对路径未尝试 )，然后创建/打开该文件，再逐个读取数据数据，写入到文件中，最后关闭文件。

	也可将该代码写为一个工具函数，方便进行调用, 如下所示

	 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

template
void write_3d_matrix_txt(T src[],
                        string path, string fname,
                        const int p_limit,
                        const int b_limit,
                        const int i_limit
                        )
{   // fname : "output"
    ostringstream oss;
    oss << path << fname << "_hls.txt";
    string filename  = oss.str();
    ofstream outfile(filename);
    if(!outfile.is_open())
    {
        cout<<"open error!"<

	 

	根据上述模板，可写出 1d, 2d, 4d... 等数组的写入工具函数。

	　审核编辑：汤梓红