HLS C カーネル (alpha_mix) の作成¶

設計仕様によれば、alpha_mix カーネルには次の関数が含まれます。

AXI Stream スレーブインターフェイスを介したモノクロ (1 チャネル 8 ビット深度) デジタルクロック画像を受信
AXI マスターインターフェイスを介してグローバルメモリから背景画像を読み出し
デジタルクロック画像のサイズを指定したスケールに変更
クロックの桁文字とクロック画像の背景レイヤーの色を指定
クロック桁、クロック背景レイヤー、および背景画像 (不透明度設定あり) を混合
AXI-Stream マスターインターフェイスを介して混合画像を出力

次のコードブロックは、alpha_mix カーネルの最上位関数の宣言部分です。ハードウェア AXI-Stream ポート (マスターまたはスレーブ) は hls::stream データ型で表記され、ハードウェア AXI マスターポート (読み出しまたは書き込み) は ap_uint (実際には配列ポインター) データ型で表記され、これらのカーネル引数は通常の int データ型で表記され、まとめて AXI スレーブインターフェイスにマップされます。

void alpha_mix(hls::stream<ap_axiu<64, 0, 0, 0>> &time_img_input, // time image input ap_uint<256> *bgr_img_input, // background image input hls::stream<ap_axiu<64, 0, 0, 0>> &mix_img_output, // mixed image output int time_img_rows_in, // input time image height int time_img_cols_in, // input time image width int time_img_rows_rsz, // resized time image height int time_img_cols_rsz, // resized time image width int time_img_pos_row, // resized time image position - Y int time_img_pos_col, // resized time image position - X ap_uint<32> time_char_color, // [31:0] = [xRGB] ap_uint<32> time_bgr_color, // [31:0] = [xRGB] int time_bgr_opacity, // time image background opacity，[7:0] used int bgr_img_rows, // background image height int bgr_img_cols // background image width ) 

次に、 alpha_mix カーネルのサブ関数とデータフローの図を示します。

この図の赤で塗りつぶされたサブ関数は Vitis ビジョンライブラリのもので、青のサブ関数は手書きのものです。xf::cv::Mat は、OpenCV ソフトウェアライブラリの cv::Mat に該当するもので、画像データの処理に非常に便利です。ハードウェアインプリメンテーションで画像を順番にピクセルレベルで処理する場合 (ピクセルデータにランダムにアクセスする必要がない場合)、#pragma HLS stream を使用すると、コンパイラで xf::cv::Mat オブジェクトを配列にマップできます。これは、この alpha_mix カーネルに該当します。Vitis ビジョンライブラリの多くの関数は、入力および出力データとして xf::cv::Mat をサポートします。HLS C コードでは、for-loop を使用して、xf::cv::mat ストリーム内のデータを簡単に処理できます。入力および出力 xf::cv::Mat オブジェクトに適用されるアルファミキシング操作については、サブ関数ミキシング部分のソースコードを参照してください。

Vitis の v++ コマンドを使用して、HLS C ソースコードをカーネルファイル (xo) にコンパイルします。たとえば、次のコマンドを使用して、xilinx_u50_gen3x16_xdma_201920_3 プラットフォームを使用するハードウェアカーネルに alpha_mix.c をコンパイルします。

v++ --platform xilinx_u50_gen3x16_xdma_201920_3 \ --target hw \ --kernel alpha_mix \ --include ./include \ --advanced.prop kernel.alpha_mix.kernel_flags="-std=c++0x -D__SDSVHLS__ -DHLS_NO_XIL_FPO_LIB" \ --compile \ --output alpha_mix.xo \ alpha_mix.c 