基于HLS的矩阵求逆算法设计优化

本文主要研究了HLS多层动态边界循环的优化策略。HLS利用C/C++语言完成算法设计和验证,通过高级综合工具自动生成RTL代码,显著缩短了算法FPGA设计复杂度及实现效率,在信号处理算法实现方面有着显著的优势。但对于具有多层动态循环边界的算法,由于各层循环的数据依赖性及循环边界的不可预知性,HLS难以实现理想的结果。本文以Cholesky分解矩阵求逆算法为例,通过对矩阵求逆计算过程数据计算顺序、数据依赖性、运算步骤进行了分析与理论计算,提出了一种将多层循环优化为单层、两层循环的方法,解决了流水线优化指令高效应用问题。实现结果表明,经过优化后,在资源增加较少的情况下,矩阵求逆延迟性能提升118倍。