資料型別的轉化

在c/c++裡，是通過變數型別+變數名+數值，來對乙個變數初始化，同樣，對於任意精度的資料型別，我們也可以採用這種方式來進行變數初始化。在vivado hls裡是支援copy initialization(y)和direct initialization(y)這兩種方式來進行初始化，但不支援uniform initialization，同時，對於任意精度的資料型別，還可以採用基數符號+數值+基數，例如：

int data_i = 5;


ap_int<8> a_8bit_data_c = 18; 
ap_int<8> a_8bit_data_d (18); 
ap_int<8> a_8bit_data_r2("0b010010",2); 
ap_int<8> a_8bit_data_r8("0o22",8); 
ap_int<8> a_8bit_data_r10("18",10); 
ap_int<8> a_8bit_data_r16("0x12",16);

注意：上面的基數符號是可以去掉的，在初始化的時候，盡可能每一行只初始化乙個變數，避免在一行初始化多個變數

前面我們提到ap_[u]fixed< w,i,q,o>，這裡w代表整個資料的字長，i代表整數部分的字長，那麼小數部分被的字長就是w-i，q表示量化模式（針對低位部分），o表示溢位模式，針對高位部分，例如：

ap_fixed<3,2> data1 = 1.25;

ap_fixed<3,2,ap_rnd> data1 = 1.25

此時的結果分別為1（等價於01.0）和1.5（等價於01.1）

ap_fixed<4,4> data3 = 20

ap_fixed<3,2,ap_rnd,ap_sat> data1 = 20

此時的結果分別為4（等價於0100）和7（等價於0111）

對於單精度型別浮點需要有字尾f，對於雙精度則可以省略，例如：

double data1(2.0)

flout data2(2.0f)

vivado hls對這些資料型別都是支援的，並且還提供乙個數學庫hls_math.h，它對c語言（math.h）和c++（cmath.h）都是支援的，這種支援包括單精度，雙精度浮點的一些函式，還包括對資料型別本身的支援。

隱式資料型別轉換包括numeric promotion和numeric conversion。

numeric promotion是一種安全模式，它把資料型別從小型別向大型別的資料轉換，對於有符號資料型別，就是進行資料位的擴充套件，對於無符號資料型別來說，就是進行高位0擴充套件，例如：

ap_uint<8> data;


ap_int<4> x1 = -4; 
ap_uint<4> x2 = 4； 
data1 = x1;

data2 = x2;

這裡得到的data1為252(0b11111100)，由於x1為有符號，所以進行符號位的擴充套件，而data2為4(0b00000100)，由於x2為無符號，所以進行高位0的擴充套件。

numeric conversion是把大型別向小型別的資料轉換，這種轉換可能導致資料的損失或者結果的錯誤，例如：

ap_int<2> data;


ap_int<4> x3 = -3; 
ap_uint<4> x4= 3； 
data3 = x3;

data4 = x4;

這裡得到的data3為-1(0b11)，data4為-1(0b11)，這是由於data為有符號資料型別，導致結果錯誤。

ap_fixed<4,2> data5 = 1.25；

ap_fixed<3,2,ap_rnd> data6 = data5

這裡得到的data6為1.5（0b01.1），導致資料精度的損失。

顯式資料型別的轉換有兩種方式，一種是通過「( )」操作，另一種是在c++中通過類似呼叫函式的方式進行轉換，例如：

`ap_uint<3> i1 = 2;

ap_uint<4> i2= 7;

ap_ufixed<6,4> i3 = i2 / i1;

cout << 「the result of i3 :\t」 << i3 <<』\n』;

ap_ufixed<6,4> i4 =(ap_ufixed<6,4>) i2 / i1;

cout << 「the result of i4 :\t」 << i4 <<』\n』;

ap_ufixed<6,4> i5 = ap_ufixed<6,4> (i2 )/ i1;

cout << 「the result of i5 :\t」 << i5 <<』\n』;`

這裡得到的i3為3，而i4和i5為3.5，3.5才是我們要的結果，因此對於顯式資料型別的轉換，可以（括號資料型別型別）+變數名和資料型別+（變數名）來完成轉換。

注意：在vivado hls 中常用的二進位制運算有+，-，*，/ , %這五種。兩個數相加，為防止溢位，位寬會增加一位。兩個數相乘，最終位寬為兩個數字寬之和。我們的原則是，大資料不溢位（否則導致結果錯誤），小資料不損失（否則導致精度損失）。當我們想要獲取變數的資料型別，我們可以使用typeid(變數名)，相應的我們需要宣告typeinfo.h這個標頭檔案。

本文介紹了資料型別的轉化，在vivado hls中，我們要根據演算法的型別來確定合理的位寬，這對運算的結果至關重要，此外，我們在完成資料轉換時，可以採用顯式資料轉換的兩種方式。

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