Vivado HLS推动协议处理系统蓬勃发展(下)

　　接上篇

　　4 设置简单系统

　　协议处理一般情况下属于状态事务。必须先顺序读取在多个时钟周期内进入总线的数据包字，然后根据数据包的某些字段决定进一步操作。通常应对这种处理的方法是使用状态机，对数据包进行迭代运算，完成必要的处理。例3是一种简单的状态机，用于根据上一级的输入丢弃或转发数据包。该函数接收三个参数：一个是通过“inData”流接收到的输入分组数据;一个是通过“validBuffer”流显示数据包是否有效的1位旗标;第三个是称为“outData”的输出分组数据流。注意Vivado HLS函数中的参数是按引用传递的。这在使用较为复杂的Vivado HLS流的时候是必要的。ap_uint等较为简单的数据类型则可按值传递。

　　第2行中的流水线编译指令指示Vivado HLS将该函数流水线化，让初始化间隔为1(II=1)，即每个时钟周期处理一个新的输入数据字。Vivado HLS负责核验设计，并确定需要在设计中引入多少个流水线级来满足调度限制要求。

　　例3：使用Vivado HLS的有限状态机

　　1 void dropper(stream& inData,
　　stream>& validBuffer,
　　stream& outData) {
　　2 #pragma HLS pipeline II=1 enable_flush
　　3
　　4 static enum dState {D_IDLE = 0, D_STREAM, D_
　　DROP} dropState;
　　5 axiWord currWord = {0, 0, 0, 0};
　　6
　　7 switch(dropState) {
　　8 case D_IDLE:
　　9 if (!validBuffer.empty() && !inData.empty()) {
　　10 ap_uint<1> valid = validBuffer.read();
　　11 inData.read(currWord);
　　12 if (valid) {
　　13 outData.write(currWord);
　　14 dropState = D_STREAM;
　　15 }
　　16 }
　　17 else
　　18 dropState = D_DROP;
　　19 break;
　　20 case D_STREAM:
　　21 if (!inData.empty()) {
　　22 inData.read(currWord);
　　23 outData.write(currWord);
　　24 if (currWord.last)
　　25 dropState = D_IDLE;
　　26 }
　　27 break;
　　28 case D_DROP:
　　29 if (!inData.empty()) {
　　30 inData.read(currWord);
　　31 if (currWord.last)
　　32 dropState = D_IDLE;
　　33 }
　　34 break;
　　35 }
　　36 }

　　第4行用于声明一个静态枚举变量，用于表达该FSM中的状态。使用枚举与否可以选择，不过能让代码更容易阅读，因为可以给状态适当地命名。不过使用任何整数或ap_unit变量也能得到与之类似的结果。第5行用于声明一个“axiWord”类型的变量，用于存储准备从输入中读取的分组数据。

　　第7行中的开关语句用于表达实际的状态机。建议使用开关，但非强制要求。使用if-else决策树也能执行同样的功能。开关语句能够让Vivado HLS工具更高效地枚举所有状态，并优化得到的状态机RTL代码。

　　执行从D_IDLE状态开始，此时FSM从第10行和第11行的两个输入流读取。这两行分别代表两种流对象读取方法。这两种方法均从设定的流读取，然后将结果存储到给定变量中。这种方法采取阻塞式读取，意味着如果该方法调用无法顺序执行，就会暂停执行该函数调用中的其余代码。在试图读取空流的时候会发生这种情况。