Vitis Acceleration Lab

　　全流程加速

　　嵌入式視頻處理通常會涉及到幾個部分：視頻采集、數(shù)據(jù)處理、視頻顯示；在一個機器學(xué)習(xí)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理一般又分為前處理（比如縮放、調(diào)整白平衡等）、學(xué)習(xí)推理、對結(jié)果作后處理等幾個步驟。

　　在這個實驗中，我們用 Vitis 一個工具完成了以上所有任務(wù)，所有的數(shù)據(jù)處理都在 FPGA 側(cè)完成加速，以保證最佳的實時性；ARM 在整個系統(tǒng)中負(fù)責(zé)任務(wù)管理，而不進行具體計算。視頻輸入輸出的功能由 Vitis Platform 負(fù)責(zé)；視頻前處理通過調(diào)用 Vitis Vision Library 實現(xiàn)；學(xué)習(xí)推理通過在 Vitis 中調(diào)用 DPU 實現(xiàn)。最終結(jié)果可以達(dá)到1080P60，單幀Latency。

　　Vitis Acceleration Lab

　　硬件加速設(shè)計流程

　　這個 Lab 通過三個小實驗介紹了使用 Vitis 進行硬件加速設(shè)計的工作流程與常用工具。

　　第一個 Lab：

　　Vector Addition。

　　向量加法是硬件加速界的 Hello World。這個實驗通過分別介紹使用圖形界面的方法和使用命令行的方法，來完成一個向量加法設(shè)計的功能仿真。

　　第二個 Lab：

　　Wide Vector Addition。

　　這個實驗在第一個實驗的基礎(chǔ)上，添加一系列優(yōu)化性能的方法，比如增加向量加法器本身的位寬、獨占 DDR 等方式，完成一個向量加法的硬件級仿真。這些優(yōu)化方法都是日常設(shè)計中常用的方法。在本實驗中，還特別指出了怎樣使用 Vitis Analyzer 來觀察加速器運行狀態(tài)和性能的方法，它可以幫助我們分析設(shè)計的效果是否達(dá)到預(yù)期。

　　第三個 Lab:

　　使用 Vision Library 來進行圖像處理。

　　Xilinx 提供了很多常用的硬件加速庫 (Vitis_Libraries) 供用戶使用。本實驗介紹了使用他們的基本方法。用戶可以使用 Vision 庫中的 resize 和 blur 功能，將使用軟件計算比較耗時的部分轉(zhuǎn)移到邏輯中做加速。

　　Vitis Acceleration Lab

　　代碼優(yōu)化

　　使用 Vitis 進行加速設(shè)計，既牽涉到加速器(Kernel)的開發(fā)，又涉及到主機(Host)的開發(fā)。兩者都對最終運行效率有影響。除了基礎(chǔ)實驗中的簡介流程，如果要得到最優(yōu)性能，還需要在編程語言層面對編譯器以及最終的電路實現(xiàn)有所理解。這組實驗就介紹了幾個可能影響性能的幾個方面。

　　第一個實驗討論了關(guān)于申請內(nèi)存的不同方法導(dǎo)致的性能差別。

　　第二個實驗提供了一種方法，來盡可能保證每個加速器Kernel都有盡可能高的利用率，而不是在等待。

　　第三個實驗介紹了怎樣使用 Streaming 接口，在兩個 Kernel 之前傳輸數(shù)據(jù)，保證最有效率的數(shù)據(jù)傳遞。