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在C/C++算法设计中使用任意位宽(2)
 
在C/C++算法设计中使用任意位宽

  使用float建模定点行为

  当许多算法都能依赖本地C数据类型的精度来编写时,对支持任意长度的整数及定点算法,大家就会抱有极大的期望,而硬件描述语言(HDL)如VHDL,走的也是同一条路。随着C/C++越来越多地被用于高级合成与验证工具(High-Level Synthesis and Verification tools),也证明了这种语言本质上有一个足以满足当前及未来程序需要的数据类型库。任意长度类型的支持,也可使数据类型的行为有一个统一的定义,而统一的语义则避免了人工实现上的一些限制。

  算法C数据类型

  算法C数据类型是一种基于类的C++库,其实现了任意长度的整数及定点类型,而这些可自由访问的类型有一系列好处,包括统一及良好定义的语义,还有媲美C/C++内置数据类型的运行时速度,对比SystemC中相应的类型,其运行速度也超过10倍以上。这些数据类型能用于任何符合C++或SystemC规范标准的程序中,并拥有高度可合成的语义。

  语义

  语义的统一性与一致性是避免在算法中,发生功能性错误的关键,以下的例子,也说明了这点:

  在C/C++算法设计中使用任意位宽

  众所周知,变量ActLength的范围为1至255,万一编译器的合成不知道其范围,就不能进行相应的优化,它的声明就会从int变为更严格的sc_uint<8>类型;虽然合成会得到更好的结果,但设计就仿真得不正确了。在经过一番调试之后,找到了问题的源头:在比较表达式k >= ActLength中,两个操作数变成了一个signed int与一个unsigned long long(为64位无符号整数,其是sc_uint类型的基类型)之间的比较。对此的解释是:C/C++整数提升规则指定了在进行比较之前,会把操作数int提升为一个unsigned long long,例如,如果k的值为 -1,在提升为unsigned long long之后,它会变成2^64 – 1。

(编辑:aniston)

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