为什么即使只是 RGB 到灰度转换 (Vivado HLS)，延迟也会太高？答案

【问题标题】：Why latency is too high even though it's just RGB to gray conversion (Vivado HLS)?为什么即使只是 RGB 到灰度转换 (Vivado HLS)，延迟也会太高？
【发布时间】：2023-03-20 16:24:02
【问题描述】：

我正在使用 Vivado HLS 2015.4 上的图像。

我得到了大约 311774 个时钟周期的非常高的延迟。即使程序只需要两个输入图像并将其从 RGB 转换为灰色。总延迟为 311774，因为我的所有三个 Axi2Mat、RGB2GRAY 和 Mat2AXI 的延迟为 77-78k。

有什么方法可以减少它，以便我可以通过管道将它的最终延迟设为 78k 左右？

我附上我的代码和综合报告：

#include <hls_video.h>
#include <hls/hls_video_types.h>
#include "top.h"


void toGray(AXI_IN_STREAM &IN_STREAM_1, AXI_IN_STREAM &IN_STREAM_2, AXI_OUT_STREAM &OUT_STREAM_1, AXI_OUT_STREAM &OUT_STREAM_2, unsigned int cols, unsigned int rows){
    #pragma HLS INTERFACE axis port=IN_STREAM_1
    #pragma HLS INTERFACE axis port=OUT_STREAM_1

    #pragma HLS INTERFACE axis port=IN_STREAM_2
    #pragma HLS INTERFACE axis port=OUT_STREAM_2


    #pragma HLS RESOURCE core=AXI_SLAVE variable=rows metadata="-bus_bundle CONTROL"
    #pragma HLS RESOURCE core=AXI_SLAVE variable=cols metadata="-bus_bundle CONTROL"
    #pragma HLS RESOURCE core=AXI_SLAVE variable=return metadata="-bus_bundle CONTROL"

    #pragma HLS INTERFACE ap_stable port=rows
    #pragma HLS INTERFACE ap_stable port=cols

    hls::Mat<MAX_HEIGHT, MAX_WIDTH, HLS_8UC3> inMat_1(rows, cols);
    hls::Mat<MAX_HEIGHT, MAX_WIDTH, HLS_8UC3> inMat_2(rows, cols);

    hls::Mat<MAX_HEIGHT, MAX_WIDTH, HLS_8UC1> grayMat_1(rows, cols);
    hls::Mat<MAX_HEIGHT, MAX_WIDTH, HLS_8UC1> grayMat_2(rows, cols);


 // hls::Mat<MAX_HEIGHT, MAX_WIDTH, HLS_8UC1> outMat(rows, cols);

    hls::AXIvideo2Mat(IN_STREAM_1, inMat_1);
    hls::AXIvideo2Mat(IN_STREAM_2, inMat_2);

    hls::CvtColor<HLS_BGR2GRAY, HLS_8UC3, HLS_8UC1>(inMat_1, grayMat_1);
    hls::CvtColor<HLS_BGR2GRAY, HLS_8UC3, HLS_8UC1>(inMat_2, grayMat_2);
 // hls::EqualizeHist(grayMat, outMat );




    hls::Mat2AXIvideo(grayMat_1, OUT_STREAM_1);
    hls::Mat2AXIvideo(grayMat_2, OUT_STREAM_2);

}

【问题讨论】：

77K：千秒？
一个进程 77K 个时钟周期
是否需要格式转换？ RGB 到灰度的转换是 RGB 分量的简单线性组合，之后可能会进行钳位。

标签： c++ image-processing vivado low-latency vivado-hls

【解决方案1】：

UG902：Vivado Design Suite 用户指南第 293 页：由于函数已流水线化，因此添加 DATAFLOW 优化可确保流水线函数将并行执行。

因此，只需将#pragma HLS dataflow 指令添加到您的代码即可确保您在每个时钟处理一个样本，并在函数之间使用数据流。结果，延迟应该减少到 77-78k（我假设是 cols*rows）。

【讨论】：