本文由 AMD 賽靈思 Vitis 統一軟件平臺產品營銷經理

Eddie Wu 撰寫

Vitis 統一軟件平臺 2022.2 版已正式發布！主要增強特性包括下列內容：

為 Versal AI 引擎陣列提供新的 Vitis 庫功能：

DSP 庫 - 增強特性。

求解器庫功能。

視覺庫功能。

超聲庫功能。

針對 Versal 器件的設計流程增強：

控制內核在 AI 引擎陣列中的相對布局，從而提升性能，提高利用率。

強化面向 Versal ACAP 設計的配置與調試功能，包括死鎖檢測、較大布線數據采集、RTL/Python 測試平臺支持。

Vitis 集成設計環境下的異構設計的新仿真選項。

以下是對部分主要增強特性的介紹：

Vitis 庫經過強化，支持更多AI 引擎陣列功能

通過系數再加載功能和動態點大小，DSP 庫現可支持超高采樣率 (SSR) FIR 濾波器。在指向 AI 引擎陣列的 FFT 功能中，新增 FFT 窗口化元素。

對于求解器庫，為 AI 引擎陣列新增兩個矩陣分解功能，分別是 QR 分解和喬里斯基 (Cholesky) 分解。這兩種是得到廣泛運用的矩陣運算。

Vitis 視覺庫為 AI 引擎陣列新增四項功能：全局色調映射 (GTM)、色彩校正矩陣、3D 查找表和符合 V4L2 的動態重配置。

2022.2 版還提供新的超聲庫，其中包括 L1 級到 L3 級功能：

L1 例程為超聲波提供類似基本線性代數子程序 (BLAS) 的功能。

L2 例程為聚焦、變跡和 b 樣條等功能提供 AI 引擎圖。

L3 例程提供合成孔徑、平面波和掃描線波束成型等超聲子系統。

2022.1 版和 2022.2 版為 AI 引擎提供的 Vitis 庫的更詳細介紹請見下文。

Versal ACAP 設計流程強化

AI 引擎編譯器

在這個新版本中，AI 引擎相對約束提供了在 AI 引擎內控制內核相對布局的途徑。這有利于用戶從 AI 引擎陣列獲得更高性能和更充分的利用率。可以將約束定義為自適應數據流程 (ADF) 圖格式和 JavaScript 對象標記 (JSON) 格式。

ADF 和 JSON 圖形語法例如下所示：

Vitis 工具仿真與分析的新特性

1. 采用 Vitis 分析器配置、調試和分析 AI 引擎

在 2022.2 版中，可以在 Vitis 分析器中的硬件模擬階段分析 AI 引擎的狀態，為調試提供幫助。而在 2022.2 版以前，用戶必須在硬件內構建設計，才能開展同樣的分析。這項特性允許用戶在構建硬件前開展配置，加快迭代速度，同時幫助縮短設計周期。

從 2022.1 版起，通過 Linux 上的 xbutil 和 XRT，就可以啟用死鎖檢測。現在使用賽靈思系統調試器 (XSDB) 也支持同樣的特性。這對裸機用戶有所幫助。可以生成與 xbutil 生成的文件等效的 JSON 文件。這個文件可以導入 Vitis 分析器查看。

死鎖檢測流程如下所示：

這項新特性將對 XRT 的支持擴展到對基于 AI 引擎的 XSDB 流程的支持。

2. 支持在 x86 主機上用 PS 應用開展軟件模擬

除了在嵌入式平臺上的 QEMU，現在用戶可以在 x86 仿真器上通過編譯和運行處理系統 (PS) 應用來模擬軟件，加快軟件模擬的速度。這項功能無需創建 SD 卡鏡像，也無需在 QEMU 中引導 Linux，從而避免相關開銷，加快周轉時間。用戶可以使用 XRT 控制加速內核，自己則專注于高級功能模型。使用此功能前，必須在主機上安裝賽靈思運行時庫 (XRT)。

3. 除了 RTL 以外，還可以使用 SystemC 功能模型進行硬件模擬

與 RTL 相比，SystemC 功能模型能加快編譯速度，縮短執行時間。此外，用戶也可以搭配使用 C 內核和 RTL 內核來調試 RTL 塊。在 2022.2 版中，支持 C/C++ 內核、基于 AXI4-Memory Map 的內核和基于 AXI4-Stream 的內核。

新的仿真選項進一步豐富了用戶可用的功能仿真流程，如下所示。這些新的仿真流程主要用于協助實現快速功能仿真。

4.使用簡單的 RTL 測試平臺或基于 Python 腳本的流量生成器為仿真 AI 引擎內核提供支持

這項特性允許用戶將 RTL 測試平臺重復用作流量生成器 (TG) 或使用 Python 創建流量生成器。這樣做無需完整平臺就可以單獨驗證內核。

RTL 仿真器使用上述測試平臺，x86SIM/AIESIM 負責仿真 C 或 AI 引擎內核代碼，利用 Unix 套接字和 XTLM IPC 接口在兩個進程間建立通信，如下所示：

通過 Vitis 軟件平臺 2022.2 版，我們現在支持Python、VHDL、Verilog 和基于 SystemVerilog 的流量生成器。

審核編輯：湯梓紅