使用Trace View对对Kernel进行性能仿真分析

对Kernel进行性能分析需要对其进行仿真，同时还要用到Vitis Analyzer。为便于说明，我们以一个简单的Vitis工程为例。这个工程中有两个kernel，相应的代码如下图所示。 kernel 1有一个输入两个输出。输入使用window访问方式。读取数据后将数据分别写入到stream和window（本地Memory）。事实上，写入到stream和window的数据是相同的。代码第15行通过noinline使得工具在编译过程中保持当前kernel层次。

kernel 2有两个输入和一个输出。两个输入均来自于kernel 1的两个输出。由于kernel 1输出采用了stream和window，因此，这里的输入也对应使用stream和window访问方式。然后将读取的数据相加，再把结果写入到window。

kernel之间的连接关系体现在graph中，如下图所示。代码第22行和第24行分别声明了输入和输出端口，plio表明端口在PL侧。换言之，若为输入，则输入数据由PL侧提供，若为输出，则输出数据会到达PL侧。代码第27行使用了数组方式声明了两个kernel。代码第36行和第37行分别创建了graph输入/输出端口，指定其位宽为32位（plio_32_bits）。代码第42行至45行将graph输入/输出端口以及两个kernel连接起来。代码第46行表明在net1（stream）上使用FIFO，其深度为32。实际上这个FIFO就在AXI Interconnect上。

我们可以借助Trace View观察每个kernel的执行状况，这就需要在仿真时生成vcd文件。生成vcd文件需要两部设置，如下图所示。

最终会生成vcd文件，其文件目录如下图所示。

点击default.aierun_summary，将会打开Vitis Analyzer，在这个视图下选择Trace即可看到kernel的执行情况。

Trace view如下图所示。从图中可以看到一些具体的事件。

标记1：

Tile 24_0 DMA s2mm通道0启动。获取buf0（ping）的lock信号，将数据由PL传送给buf0。

标记2：

Tile 24_0 DMA s2mm通过1启动。获取buf0d（pong）的lock信号，将数据由PL传送给buf0d。

标记3a：

kernel aie_dest1获取输入buffer buf0的lock信号（在图中显示为read lock allocated）。

标记3b：

kernel aie_dest1获取输出buffer buf1的lock信号。

标记4a：

aie_dest1获取了buf0和buf1的lock信号，开始启动工作。

标记4b：

一旦Tile 24_0 DMA s2mm通道1完成，则切换到通道0。这时aie_dest1仍然在读buf0，只有当其释放了buf0的lock信号，Tile 24_0 DMA s2mm通道0才可以启动数据传输。

标记5：

一旦aie_dest1执行结束，它就会释放buf1，这样kernel aie_dest2就会捕获buf1的lock信号。

标记6a：

aie_dest2获取buf1的lock信号之后就开始启动工作。

标记6b：

aie_dest1获取buf0d的lock信号。

标记6c：

aie_dest1获取buf1d的lock信号。

标记7：

aie_dest1在获取buf0d和buf1d的lock信号之后开始启动工作。

标记8：

aie_dest1完成执行，释放buf1d。aie_dest2获取buf1d的lock信号。

标记9：

aie_dest2获取buf1d的lock信号之后，开始启动工作。

注：stream接口不需要lock信号。每个lock的获取和释放都需要一些时钟周期的开销。

责任编辑：gt