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    FPGA as a Service：F3執行個體Vitis 2020.1開發流程

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    FPGA as a Service：F3執行個體Vitis 2020.1開發流程

    更新時間：Jul 06, 2024

    本文介紹如何在F3執行個體上使用Vitis 2020.1製作鏡像檔案，並燒錄到FPGA晶片中。

    前提條件

    • 已建立滿足如下要求的F3執行個體。

      • 已提交工單擷取鏡像FaaS_F30010_VITIS_2020_1，並在建立執行個體時，選擇該鏡像。

      • 建議系統硬碟不小於120 GiB。

      • 已為F3執行個體分配公網IP。

      • 已在F3執行個體所在安全性群組中添加規則並允許存取SSH（22）連接埠。具體操作，請參見添加安全性群組規則。

    • 已在ECS控制台F3執行個體的詳情頁上，擷取執行個體ID。

    • 已建立一個OSS Bucket專門用於FaaS服務。

      Bucket與F3執行個體必須屬於同一個帳號、同一個地區。若尚未建立，具體操作，請參見建立一個OSS Bucket。

    • 使用RAM使用者操作FPGA，必須先完成以下操作：

      • 建立RAM使用者並授權，詳情請參見建立RAM使用者及為RAM使用者授權。

        您需要為RAM使用者授與權限為：AliyunECSReadOnlyAccess、AliyunOSSFullAccess和AliyunRAMFullAccess。

      • 授權FaaS服務角色，授權頁面請參見授權FaaS服務角色。

      • 擷取AccessKey ID和AccessKey Secret。

    步驟一：遠端連線執行個體

    FaaS_F30010_VITIS_2020_1鏡像已配置了案頭環境及VNC Server，建議您通過VNC Server遠端連線F3執行個體。具體操作，請參見使用VNC登入執行個體。

    步驟二：初始化軟體環境

    您每建立一個F3執行個體，均需要執行以下操作初始化當前軟體環境。

    1. 運行以下命令，通過VNC Server指定環境解析度。

      vncserver -geometry 2560x1440

      回顯資訊如下：

      vnc

    2. 運行以下命令，對FaaS_F30010_VITIS_2020_1鏡像中已預先安裝的FaaS平台使用VITIS所需的軟體環境進行初始化。

      source /root/faasTools/vitis_setup.sh

      回顯資訊如下，表示初始化完成。

      vnc2

    步驟三：建立工程

    環境準備完成後，您即可通過VITIS啟動工程，並在GUI介面下建立工程。

    1. 執行vitis命令啟動工程。

      回顯資訊如下，表示工程啟動成功。

      vitis

    2. 在VITIS的GUI介面建立工程。

      1. 在開啟的VITIS視窗，單擊PROJECT下的Create Application Project。2022-04-26_10-58-32.png

      2. 在開啟的New Application Project對話方塊中，在左側地區選取項目SW acceleration templates > Vector Addition，然後單擊Finish。2022-04-26_10-58-58.png

    步驟四：模擬

    VITIS支援Emulation-SW、Emulation-HW兩種模擬形式。

    1. 在VITIS的Assistant頁簽中，選擇vadd_system > vadd > Emulation-SW [Software Emulation]。

    2. 在Emulation-SW [Software Emulation]上單擊滑鼠右鍵，選擇Build。

      2022-04-26_15-27-38.png

    3. 在Emulation-SW [Software Emulation]上單擊滑鼠右鍵，選擇Run > Default進行機型模擬。

      運行結果如下所示：2022-04-26_15-30-19.png

    步驟五：製作鏡像

    由於VITIS預設產生的鏡像檔案中包含.bit格式的檔案，而FaaS要求上傳的檔案格式為.dcp，因此您需要先進行相關設定，再製作FPGA鏡像。

    1. 在VITIS的Assistant頁簽的右上方，單擊2022-04-26_15-38-12.png表徵圖。

    2. 在開啟的Project Settings對話方塊中，選擇vadd_system > vadd。

    3. 在右側的vadd地區中，將V++ linker options配置項設定為以下內容。然後單擊Apply，再單擊Apply and Close。

      --advanced.param compiler.acceleratorBinaryContent=dcp

    4. 單擊VITIS的Assistant頁簽，選擇vadd_system > vadd > Hardware [Hardware]。

    5. 在Hardware [Hardware]上按右鍵滑鼠，單擊Build進行鏡像製作。

      製作過程會持續數個小時，製作完成後，您可以進入工程目錄的Hardware目錄下，然後執行ls命令，查看產生的host可執行二進位檔案vadd及鏡像檔案binary_container_1.xclbin。如下所示：

      [root@iz2zec7rvsxxxxxxx Hardware]# ls
a.xclbin                                  guidance.html
binary_container_1.build                  guidance.pb
binary_container_1-krnl_vadd-compile.cfg  makefile
binary_container_1-link.cfg               package.build
binary_container_1.ltx                    package.cfg
binary_container_1.mdb                    src
binary_container_1.xclbin                 vadd
binary_container_1.xclbin.info            vadd_Hardware.build.ui.log
binary_container_1.xclbin.link_summary    v++_package.log
binary_container_1.xclbin.sh              v++.package_summary
common-config.cfg                         xcd.log

    6. 執行如下命令，產生用於上傳鏡像的壓縮檔。

      [root@iz2zec7rvsxxxxxxx Hardware]# vitis_xclbin_split.sh binary_container_1.xclbin

      執行結果如下：

      XRT Build Version: 2.6.0 (2020.1)
       Build Date: 2021-03-08 10:50:41
          Hash ID: 80107ebc7376dafc8e1c9f5043c81c6f1dcc9dbb
------------------------------------------------------------------------------
Warning: The option '--output' has not been specified. All operations will
         be done in memory with the exception of the '--dump-section' command.
------------------------------------------------------------------------------
Reading xclbin file into memory.  File: binary_container_1.xclbin

Section: 'BITSTREAM'(0) was successfully written.
Format: RAW
File  : 'faas20210311-092706.dcp'
Leaving xclbinutil.
XRT Build Version: 2.6.0 (2020.1)
       Build Date: 2021-03-08 10:50:41
          Hash ID: 80107ebc7376dafc8e1c9f5043c81c6f1dcc9dbb
------------------------------------------------------------------------------
Warning: The option '--output' has not been specified. All operations will
         be done in memory with the exception of the '--dump-section' command.
------------------------------------------------------------------------------
Reading xclbin file into memory.  File: binary_container_1.xclbin

Section: 'EMBEDDED_METADATA'(2) was successfully written.
Format: RAW
File  : 'faas20210311-092706.xml'
Leaving xclbinutil.
to_aliyun/
to_aliyun/faas20210311-092706.xml
to_aliyun/faas20210311-092706.dcp
Generate Image :Image20210311-092706.tar.gz

      如上所示，最終產生的Image20210311-092706.tar.gz檔案可用於上傳製作鏡像。具體操作，請參見使用faasutil。

      說明

      FaaS_F30010_VITIS_2020_1鏡像中已預裝了faasutil工具，您可以執行source /root/faasTools/vitis_setup.sh命令後使用。

    步驟六：上板驗證

    通過FaaS_F30010_VITIS_2020_1鏡像中預裝的faasutil工具完成鏡像製作及鏡像載入後，您可以使用GUI或命令列兩種方式進行上板驗證。

    • GUI方式驗證：

      1. 在VITIS的Assistant頁簽，選擇vadd_system > vadd > Hardware [Hardware]。

      2. 在Hardware [Hardware]上單擊滑鼠右鍵，選擇Run > Default。

        運行結果如下所示，表示將FPGA鏡像已燒錄到FPGA晶片。

        2022-04-26_16-15-48.png

    • 命令列方式驗證：

      在工程目錄的Hardware目錄下，執行如下命令進行驗證：

      [root@iz2zec7rvsxxxxxxx Hardware]# ./vadd binary_container_1.xclbin

      運行結果如下所示，表示將FPGA鏡像已燒錄到FPGA晶片。

      Loading: 'binary_container_1.xclbin'
TEST PASSED