原创 [读书]The High Level Synthesis Blue Book__1

从bit accurate data types看起
目前有两类业界标准的bit accurate data types：SystemC和Mentor的Algorithmic C数据类型。
其中SystemC数据类型诞生时间早，但有很多问题，比如运行时间太慢等。因此Mentor开发了自己的
Algorithmic C数据类型。它具有运行速度快，综合效果更好而且能保证C仿真结果和RTL仿真结果一
致，因此此书以介绍Algorithm C（AC）数据类型为主。本书作者也是Mentor的工程师，对自己的产

品更要夸一夸，详细的数据类型说明可参见：
http://www.mentor.com/products/esl/high_level_synthesis/ac_datatypes

整数数据类型
　　和verilog2001或VHDL相似的有符号、无符号整数类型。
　　无符号整数：
　　ac_int<W,false> x;    //W=Bit width,  0<=x<=2^W-1
    超过表示范围的数据赋给x时，会发生wrap around，类似RTL计数器的行为。
　　有符号整数
　　ac_int(W,true> x;     //W=Bit width,  -2^(W-1)<=x<=2^(W-1)-1
    超过表示范围的数据赋给x时，同样会发生wrap around

定点数据类型
　　与RTL不同，HLS中可直接表示定点数据，这是HLS的优势之一。同样有有符号和无符号定点数据类型。
　　无符号定点数据
　　ac_fixed<W,I,false> x;   //W=Total width, I=Number of Integer bits, 0<=x<=(1-2^(-W))x2^I
    有符号定点数据
　　ac_fixed<W,I,true> x;    //W=Total width, I=Number of Integer bits, -0.5x2^I<=x<=(0.5-2^-W)x2^I

量化和溢出
　　AC提供了多种处理量化和溢出的办法。可通过在类型模板中以参数形式配置。
　　ac_fixed<W,I,S,Q,O> x;   //Q和O分别为量化和溢出的处理模式
　　
　　截断和舍入
　　缺省的量化处理模式为截断，即直接扔掉LSB后面的数字。也可以选择舍入(AC_RND)，即四舍五入的方式。如
ac_fixed<7,7,true,AC_RND) x=0.5;  此时x被赋予了1

　　饱和和溢出
　　缺省的溢出的处理是wrap around。即超过最大最小值时，数值自动跳转到数据范围另一端。这种情况一般
是我们不愿看到的。这意味着我们应尽量让变量的动态范围在数值所能表示的范围之内。一旦出现溢出，一种处
理办法就是饱和操作。即超过数值表示范围时，数值固定在表示范围的最大或最小值。饱和的配置方式为：ac_fixed<7.1.true,AC_TRN,AC_SAT> x;　

　　需要注意的是，不要轻易使用这种配置，这会增加硬件逻辑的面积！使用饱和处理会给系统增加非线性性和噪声。应尽量避免使用这种方式。