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高级综合（HLS）全解析
资料介绍
一、HLS的基本定义与发展背景
什么是高级综合
高级综合（High-Level Synthesis，简称HLS），也叫高层次综合，是一种将高级语言描述的数字电路行为自动转换为寄存器传输级（RTL）硬件描述的电子设计自动化（EDA）技术。简单来说，它可以让设计者使用C、C++、SystemC、Python等高级编程语言描述算法功能，自动生成可用于芯片实现的Verilog或VHDL代码，替代传统手工编写RTL代码的开发流程，大幅提升数字芯片设计的效率。
和传统的RTL设计流程不同，HLS把设计抽象层级从寄存器传输级提升到算法级，设计者只需要关注“做什么”，而不需要花费大量精力处理“怎么做”的硬件细节，工具会自动完成调度、绑定、逻辑映射等工作，生成符合性能、面积约束的硬件结构。
HLS的发展历程
高级综合的概念早在20世纪80年代就已经被提出，当时数字IC设计行业刚刚从门级设计走向RTL级设计，高级综合因为算法复杂度高、生成硬件质量差，始终没有进入主流设计流程。2000年后，随着FPGA容量不断提升，并行计算、图像处理、AI加速等领域对算法快速实现的需求越来越高，Xilinx（现AMD）推出了Vivado HLS工具，HLS开始在FPGA加速领域得到普及。
2010年之后，AI芯片、专用集成电路（ASIC）设计规模爆炸式增长，传统RTL开发速度远远跟不上算法迭代的节奏，HLS技术快速成熟，生成RTL的质量已经接近手工设计水平，越来越多的芯片设计公司开始将HLS用于ASIC设计流程，成为目前高端数字芯片设计的核心技术之一。
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