使用官方C程式碼實現FIR

• 參考資料：
• 不同點說明
• 程式結構
• C語言程式碼
• 模擬綜合

參考資料：

1. 教程——基於HLS實現FIR濾波器https://blog.csdn.net/LZY272942518/article/details/46730303
2. Vivado HLS之濾波器實現https://blog.csdn.net/smilencezq/article/details/39054975Vivado HLS之濾波器實現https://blog.csdn.net/smilencezq/article/details/39054975
3. VIVADO FIR濾波器設計與模擬（一）https://blog.csdn.net/chinkwoyu/article/details/80262273
4. VIVADO FIR濾波器設計與模擬（二）
5. ZED Board從入門到精通系列（八）——Vivado HLS實現矩陣相乘 https://blog.csdn.net/kkk584520/article/details/18812321

不同點說明

使用Vivado HLS的FIR濾波器例程，程式碼在後面給出了，上面的參考資料裡也有，網上的資料已經有很多類似的了，下面分享一些不一樣的地方：
（1）網上資料和Xilinx出版的一些書籍都沒有詳細說到測試檔案fir_test中out.gold.dat檔案，會導致程式出現一些小問題，在本部落格中刪掉了資料的測試對比，只保留了測試步驟，這樣有了C測試檔案之後可以進行C/RTL協同模擬；
（2）在編寫C程式碼生成FIR IP後，沒有後續的再Vivado中呼叫的過程，下一篇部落格將會給出HLS生成的IP如何在Vivado中呼叫並且設計時序和驅動訊號。

程式結構

C語言程式碼

1. fir.c檔案
   包含<ap_cint>標頭檔案，引入任意精度資料型別，可以定義為任意精度的整數，如uint5 x；指定義一個無符號的位寬為5位的數x。

#include "fir.h"
#include <ap_cint.h>

void fir ( data_t *y, coef_t c[N], data_t x)
{
#pragma HLS INTERFACE ap_ovld port=y
#pragma HLS RESOURCE variable=c core=RAM_1P_BRAM
	//將c口設定成與外部ram相連的介面，使得c口可以直接從外部ram中讀資料
 


	static data_t shift_reg[N];
	acc_t acc;
	data_t data;
	int i;

	acc=0;
	Shift_Accum_Loop: for (i=N-1;i>=0;i--)
	{
#pragma HLS UNROLL
    	if (i==0)
    	{
            shift_reg[0]=x;
            data = x;
    	}
    	else
    	{
            shift_reg[i]=shift_reg[i-1];
            data= shift_reg[i];
    	}
    	acc += data*c[i];;
	}
	*y = acc;
}

2.fir.h檔案
定義FIR濾波器的階數為11階。

#ifndef FIR_H_
#define FIR_H_
#define N   11

typedef int coef_t;
typedef int data_t;
typedef int acc_t;

void fir (
 data_t *y,
 coef_t c[N+1],
 data_t x
 );

#endif

3.fir.test檔案

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "fir.h"

int main ()
{
	const int SAMPLES=600;
	FILE *fp;

	data_t signal, output;
	coef_t taps[N] ={0,-10,-9,23,56,63,56,23,-9,-10,0,};//濾波器係數

	int i, ramp_up;
	signal = 0;
	ramp_up = 1;

//	fp = fopen("out.dat","w");	//取消了開啟out.dat
	for(i=0; i<=SAMPLES; i++)
	{
		if (ramp_up == 1)
			signal = signal + 1;
		else
			signal = signal - 1;

		// Execute the function with latest input
		fir(&output,taps,signal);

		if((ramp_up == 1) && (signal >= 75))
			ramp_up = 0;
		else if((ramp_up == 0) && (signal <= -75))
			ramp_up = 1;

		// Save the results.
	//	fprintf(fp,"%i %d %d\n",i,signal,output);
	}

	printf("Comparing against output data\n");

	return 0;
}

模擬綜合

（1）點選 Run C Simulation，進行C模擬
（2）點選Run C Synthesis，進行C的綜合分析，獲得分析報告，看到資源使用情況，可以草考資料連結的第五篇進行約束。

（3）點選Run C/RTL Cosimulation，進行C和RTL協同模擬，進行了這一步之後可以看到模擬波形，打包成IP後在VIVADO中才能進行模擬。

（4）協同模擬成功後，下圖紅框中的圖示才會點亮，能夠進行點選，點選該圖示會開啟VIVADO的檢視模擬波形，HLS會綜合處一些原本沒有的引腳，要根據模擬波形的引腳時序在VIVADO中給出高低電平。

（5）打包IP

生成IP成功後會在solution下的impl -> ip 資料夾下生成一個.zip壓縮包，將此壓縮包匯入VIVADO即可使用生成的FIR濾波器。