From dc614202f2094c368c92eaaae15e9a1c86267fa1 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Kento HASEGAWA Date: Fri, 20 Jul 2018 18:02:40 +0900 Subject: [PATCH] Fix encoding --- hls/lines256_length128/router.cpp | 322 +++++++++++++++--------------- hls/lines256_length128/router.hpp | 24 +-- 2 files changed, 173 insertions(+), 173 deletions(-) diff --git a/hls/lines256_length128/router.cpp b/hls/lines256_length128/router.cpp index 4090107..36cdb6f 100644 --- a/hls/lines256_length128/router.cpp +++ b/hls/lines256_length128/router.cpp @@ -17,7 +17,7 @@ // LFST // ================================ // -// �Q�l https://highlevel-synthesis.com/2017/02/10/lfsr-in-hls/ +// 参考 https://highlevel-synthesis.com/2017/02/10/lfsr-in-hls/ static ap_uint<32> lfsr; void lfsr_random_init(ap_uint<32> seed) { @@ -38,15 +38,15 @@ ap_uint<32> lfsr_random() { return lfsr.to_uint(); } -// A����B�͈̔� (A��B���܂�) �̐����̗������~�����Ƃ� -// �Q�l http://www.sat.t.u-tokyo.ac.jp/~omi/random_variables_generation.html +// AからBの範囲 (AとBを含む) の整数の乱数が欲しいとき +// 参考 http://www.sat.t.u-tokyo.ac.jp/~omi/random_variables_generation.html /*ap_uint<32> lfsr_random_uint32(ap_uint<32> a, ap_uint<32> b) { #pragma HLS INLINE return lfsr_random() % (b - a + 1) + a; }*/ -// 0����B�͈̔� (A��B���܂�) �̐����̗������~�����Ƃ� -// �Q�l http://www.sat.t.u-tokyo.ac.jp/~omi/random_variables_generation.html +// 0からBの範囲 (AとBを含む) の整数の乱数が欲しいとき +// 参考 http://www.sat.t.u-tokyo.ac.jp/~omi/random_variables_generation.html /*ap_uint<32> lfsr_random_uint32_0(ap_uint<32> b) { #pragma HLS INLINE return lfsr_random() % (b + 1); @@ -54,21 +54,21 @@ ap_uint<32> lfsr_random() { // ================================ // -// ���C�����W���[�� +// メインモジュール // ================================ // -// �d�݂̍X�V -// TODO ���� -// min_uint8(r, MAX_WEIGHT) �Ɠ��� +// 重みの更新 +// TODO 調整 +// min_uint8(r, MAX_WEIGHT) と同じ ap_uint<8> new_weight(ap_uint<16> x) { #pragma HLS INLINE #if 1 - // ����8�r�b�g (�ő� 255) �𔲂��o���āA1/8 �������čő� 31 (32) �ɂ��� + // 下位8ビット (最大 255) を抜き出して、1/8 をかけて最大 31 (32) にする ap_uint<8> y = x & 255; return (ap_uint<8>)(y / 8 + 1); #endif #if 0 - // ����10�r�b�g (�ő� 1023) �𔲂��o���āA1/32 �������čő� 31 (32) �ɂ��� + // 下位10ビット (最大 1023) を抜き出して、1/32 をかけて最大 31 (32) にする ap_uint<10> y = x & 1023; return (ap_uint<8>)(y / 32 + 1); #endif @@ -79,23 +79,23 @@ ap_uint<8> new_weight(ap_uint<16> x) { #endif } -// �{�[�h�Ɋւ���ϐ� -static ap_uint<7> size_x; // �{�[�h�� X �T�C�Y -static ap_uint<7> size_y; // �{�[�h�� Y �T�C�Y -static ap_uint<4> size_z; // �{�[�h�� Z �T�C�Y +// ボードに関する変数 +static ap_uint<7> size_x; // ボードの X サイズ +static ap_uint<7> size_y; // ボードの Y サイズ +static ap_uint<4> size_z; // ボードの Z サイズ -static ap_uint<7> line_num = 0; // ���C���̑��� +static ap_uint<7> line_num = 0; // ラインの総数 -// �O���[�o���ϐ��Œ�`���� +// グローバル変数で定義する #ifdef GLOBALVARS - ap_uint<16> starts[MAX_LINES]; // ���C���̃X�^�[�g���X�g - ap_uint<16> goals[MAX_LINES]; // ���C���̃S�[�����X�g + ap_uint<16> starts[MAX_LINES]; // ラインのスタートリスト + ap_uint<16> goals[MAX_LINES]; // ラインのゴールリスト - ap_uint<8> weights[MAX_CELLS]; // �Z���̏d�� + ap_uint<8> weights[MAX_CELLS]; // セルの重み - ap_uint<8> paths_size[MAX_LINES]; // ���C�����Ή�����Z��ID�̃T�C�Y - ap_uint<16> paths[MAX_LINES][MAX_PATH]; // ���C�����Ή�����Z��ID�̏W�� (�X�^�[�g�ƃS�[���͏���) - bool adjacents[MAX_LINES]; // �X�^�[�g�ƃS�[�����אڂ��Ă��郉�C�� + ap_uint<8> paths_size[MAX_LINES]; // ラインが対応するセルIDのサイズ + ap_uint<16> paths[MAX_LINES][MAX_PATH]; // ラインが対応するセルIDの集合 (スタートとゴールは除く) + bool adjacents[MAX_LINES]; // スタートとゴールが隣接しているライン #endif bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<32> *status) { @@ -106,30 +106,30 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 *status = -1; -// �O���[�o���ϐ��ł͒�`���Ȃ� +// グローバル変数では定義しない #ifndef GLOBALVARS - ap_uint<16> starts[MAX_LINES]; // ���C���̃X�^�[�g���X�g + ap_uint<16> starts[MAX_LINES]; // ラインのスタートリスト #pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=starts complete dim=1 - ap_uint<16> goals[MAX_LINES]; // ���C���̃S�[�����X�g + ap_uint<16> goals[MAX_LINES]; // ラインのゴールリスト #pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=goals complete dim=1 - ap_uint<8> weights[MAX_CELLS]; // �Z���̏d�� + ap_uint<8> weights[MAX_CELLS]; // セルの重み //#pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=weights cyclic factor=8 dim=1 partition -// Note: weights �͗l�X�ȏ��ԂŃA�N�Z�X����邩��p�[�e�B�V�������Ă��S�R���ʂȂ� +// Note: weights は様々な順番でアクセスされるからパーティションしても全然効果ない - ap_uint<8> paths_size[MAX_LINES]; // ���C�����Ή�����Z��ID�̃T�C�Y + ap_uint<8> paths_size[MAX_LINES]; // ラインが対応するセルIDのサイズ //#pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=paths_size complete dim=1 - ap_uint<16> paths[MAX_LINES][MAX_PATH]; // ���C�����Ή�����Z��ID�̏W�� (�X�^�[�g�ƃS�[���͏���) + ap_uint<16> paths[MAX_LINES][MAX_PATH]; // ラインが対応するセルIDの集合 (スタートとゴールは除く) //#pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=paths cyclic factor=16 dim=2 partition - bool adjacents[MAX_LINES]; // �X�^�[�g�ƃS�[�����אڂ��Ă��郉�C�� + bool adjacents[MAX_LINES]; // スタートとゴールが隣接しているライン //#pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=adjacents complete dim=1 #endif // ================================ - // ������ BEGIN + // 初期化 BEGIN // ================================ - // ���[�v�J�E���^��1�r�b�g�]���ɗp�ӂ��Ȃ��ƏI������ł��Ȃ� + // ループカウンタは1ビット余分に用意しないと終了判定できない INIT_ADJACENTS: for (ap_uint<8> i = 0; i < (ap_uint<8>)(MAX_LINES); i++) { adjacents[i] = false; @@ -142,7 +142,7 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 weights[i] = 1; } - // �{�[�h�X�g�����O�̉��� + // ボードストリングの解釈 size_x = (boardstr[1] - '0') * 10 + (boardstr[2] - '0'); size_y = (boardstr[4] - '0') * 10 + (boardstr[5] - '0'); @@ -152,7 +152,7 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 for (ap_uint<16> idx = 8; idx < BOARDSTR_SIZE; idx+=11) { //#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=100 max=32768 avg=1000 - // �I�[ (null) ���� + // 終端 (null) 文字 if (boardstr[idx] == 0) { break; } @@ -166,16 +166,16 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 //cout << "L " << line_num << ": (" << s_x << ", " << s_y << ", " << s_z << ") " // "(" << g_x << ", " << g_y << ", " << g_z << ")" << endl; - // �X�^�[�g�ƃS�[�� + // スタートとゴール ap_uint<16> start_id = (((ap_uint<16>)s_x * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)s_y) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)s_z; ap_uint<16> goal_id = (((ap_uint<16>)g_x * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)g_y) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)g_z; starts[line_num] = start_id; goals[line_num] = goal_id; - // ������ԂŐ������אڂ��Ă��邩���f - ap_int<8> dx = (ap_int<8>)g_x - (ap_int<8>)s_x; // �ŏ�-71 �ő�71 (-> �����t��8�r�b�g) - ap_int<8> dy = (ap_int<8>)g_y - (ap_int<8>)s_y; // �ŏ�-71 �ő�71 (-> �����t��8�r�b�g) - ap_int<4> dz = (ap_int<4>)g_z - (ap_int<4>)s_z; // �ŏ�-7 �ő�7 (-> �����t��4�r�b�g) + // 初期状態で数字が隣接しているか判断 + ap_int<8> dx = (ap_int<8>)g_x - (ap_int<8>)s_x; // 最小-71 最大71 (-> 符号付き8ビット) + ap_int<8> dy = (ap_int<8>)g_y - (ap_int<8>)s_y; // 最小-71 最大71 (-> 符号付き8ビット) + ap_int<4> dz = (ap_int<4>)g_z - (ap_int<4>)s_z; // 最小-7 最大7 (-> 符号付き4ビット) if ((dx == 0 && dy == 0 && (dz == 1 || dz == -1)) || (dx == 0 && (dy == 1 || dy == -1) && dz == 0) || ((dx == 1 || dx == -1) && dy == 0 && dz == 0)) { adjacents[line_num] = true; paths_size[line_num] = 0; @@ -191,21 +191,21 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 } //cout << size_x << " " << size_y << " " << size_z << endl; - // �����̏����� + // 乱数の初期化 lfsr_random_init(seed); // TODO - // ���ׂẴ��C�����אڂ��Ă���\���o���I���ɂ��� + // すべてのラインが隣接してたらソルバを終わりにする // ================================ - // ������ END + // 初期化 END // ================================ // ================================ - // ���[�e�B���O BEGIN + // ルーティング BEGIN // ================================ - // [Step 1] �������[�e�B���O + // [Step 1] 初期ルーティング cout << "Initial Routing" << endl; FIRST_ROUTING: for (ap_uint<8> i = 0; i < (ap_uint<8>)(line_num); i++) { @@ -213,10 +213,10 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 //#pragma HLS PIPELINE //#pragma HLS UNROLL factor=2 - // �������אڂ���ꍇ�X�L�b�v�A�����łȂ��ꍇ�͎��s + // 数字が隣接する場合スキップ、そうでない場合は実行 if (adjacents[i] == false) { - // �o�H�T�� + // 経路探索 #ifdef DEBUG_PRINT cout << "LINE #" << (int)(i + 1) << endl; #endif @@ -230,7 +230,7 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 bool has_overlap = false; #ifndef USE_MOD_CALC - // line_num_2: line_num �ȏ�ōŏ���2�ׂ̂��搔 + // line_num_2: line_num 以上で最小の2のべき乗数 ap_uint<8> line_num_2; CALC_LINE_NUM_2: for (line_num_2 = 1; line_num_2 < (ap_uint<8>)line_num; line_num_2 *= 2) { @@ -243,7 +243,7 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 ap_uint<8> last_target = 255; - // [Step 2] Rip-up �ă��[�e�B���O + // [Step 2] Rip-up 再ルーティング ROUTING: for (ap_uint<16> round = 1; round <= 32768 /* = (2048 * 16) */; round++) { #pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=4000 avg=50 @@ -252,12 +252,12 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 //cout << "ITERATION " << round; //#endif - // �Ώۃ��C����I�� + // 対象ラインを選択 #ifdef USE_MOD_CALC - // (1) ��]���Z��p������@ + // (1) 剰余演算を用いる方法 ap_uint<8> target = lfsr_random() % line_num; // i.e., lfsr_random_uint32(0, line_num - 1); #else - // (2) ��]���Z��p���Ȃ����@ + // (2) 剰余演算を用いない方法 ap_uint<8> target = lfsr_random() & (line_num_2 - 1); if (line_num <= target) { //cout << endl; @@ -265,36 +265,36 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 } #endif - // �������אڂ���ꍇ�X�L�b�v�A�����łȂ��ꍇ�͎��s + // 数字が隣接する場合スキップ、そうでない場合は実行 if (adjacents[target] == true) { //cout << endl; continue; } - // ���O�̃C�e���[�V���� (���E���h) �Ɠ����Ώۃ��C���������烋�[�e�B���O�X�L�b�v���� + // 直前のイテレーション (ラウンド) と同じ対象ラインだったらルーティングスキップする if (target == last_target) { //cout << endl; continue; } last_target = target; - // (1) �����͂������C���̏d�݂����Z�b�g + // (1) 引きはがすラインの重みをリセット ROUTING_RESET: for (ap_uint<9> j = 0; j < (ap_uint<9>)(paths_size[target]); j++) { #pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=255 avg=50 weights[paths[target][j]] = 1; } - // �Ώۃ��C���̃X�^�[�g�̏d�݂���U���Z�b�g ���Ƃ� (*) �Ŗ߂� + // 対象ラインのスタートの重みも一旦リセット あとで (*) で戻す weights[starts[target]] = 1; - // (2) �d�݂��X�V + // (2) 重みを更新 ap_uint<8> current_round_weight = new_weight(round); //cout << " weight " << current_round_weight << endl; ROUTING_UPDATE: for (ap_uint<8> i = 0; i < (ap_uint<8>)(line_num); i++) { #pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=2 max=127 avg=50 - // �������אڂ���ꍇ�X�L�b�v�A�����łȂ��ꍇ�͎��s + // 数字が隣接する場合スキップ、そうでない場合は実行 if (adjacents[i] == false && i != target) { ROUTING_UPDATE_PATH: for (ap_uint<9> j = 0; j < (ap_uint<9>)(paths_size[i]); j++) { @@ -304,17 +304,17 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 } } - // �o�H�T�� + // 経路探索 #ifdef DEBUG_PRINT cout << "LINE #" << (int)(target + 1) << endl; #endif search(&(paths_size[target]), paths[target], starts[target], goals[target], weights); - // (*) �Ώۃ��C���̃X�^�[�g�̏d�݂�߂� + // (*) 対象ラインのスタートの重みを戻す weights[starts[target]] = MAX_WEIGHT; - // ���[�e�B���O�� - // �I�[�o�[���b�v�̃`�F�b�N + // ルーティング後 + // オーバーラップのチェック has_overlap = false; OVERLAP_RESET: for (ap_uint<16> i = 0; i < (ap_uint<16>)(MAX_CELLS); i++) { @@ -328,7 +328,7 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 overlap_checks[starts[i]] = 1; overlap_checks[goals[i]] = 1; - // �������אڂ���ꍇ�X�L�b�v�A�����łȂ��ꍇ�͎��s + // 数字が隣接する場合スキップ、そうでない場合は実行 //if (adjacents[i] == false) { OVERLAP_CHECK_PATH: @@ -346,35 +346,35 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 } //} } - // �I�[�o�[���b�v�Ȃ���ΒT���I�� + // オーバーラップなければ探索終了 if (has_overlap == false) { break; } } - // �𓱏o�ł��Ȃ������ꍇ + // 解導出できなかった場合 if (has_overlap == true) { *status = 1; return false; } // ================================ - // ���[�e�B���O END + // ルーティング END // ================================ // ================================ - // �𐶐� BEGIN + // 解生成 BEGIN // ================================ - // �� + // 空白 OUTPUT_INIT: for (ap_uint<16> i = 0; i < (ap_uint<16>)(MAX_CELLS); i++) { boardstr[i] = 0; } - // ���C�� - // ���̃\���o�ł̃��C��ID��+1���ĕ\������ - // �Ȃ��Ȃ�󔒂� 0 �ŕ\�����Ƃɂ��邩�烉�C��ID�� 1 �ȏ�ɂ����� + // ライン + // このソルバでのラインIDを+1して表示する + // なぜなら空白を 0 で表すことにするからラインIDは 1 以上にしたい OUTPUT_LINE: for (ap_uint<8> i = 0; i < (ap_uint<8>)(line_num); i++) { #pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=2 max=127 avg=50 @@ -388,7 +388,7 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 } // ================================ - // �𐶐� END + // 解生成 END // ================================ *status = 0; @@ -397,18 +397,18 @@ bool pynqrouter_256x128(char boardstr[BOARDSTR_SIZE], ap_uint<32> seed, ap_int<3 // ================================ // -// �T�� +// 探索 // ================================ // #ifdef USE_ASTAR -// A* �q���[���X�e�B�b�N�p -// �ő�71 �ŏ�0 +// A* ヒューリスティック用 +// 最大71 最小0 ap_uint<7> abs_uint7(ap_uint<7> a, ap_uint<7> b) { #pragma HLS INLINE if (a < b) { return b - a; } else { return a - b; } } -// �ő�7 �ŏ�0 +// 最大7 最小0 ap_uint<3> abs_uint3(ap_uint<3> a, ap_uint<3> b) { #pragma HLS INLINE if (a < b) { return b - a; } @@ -416,20 +416,20 @@ ap_uint<3> abs_uint3(ap_uint<3> a, ap_uint<3> b) { } #endif -// * Python�Ń_�C�N�X�g���A���S���Y������������ - �t�c�[���Č����Ȃ��I +// * Pythonでダイクストラアルゴリズムを実装した - フツーって言うなぁ！ // http://lethe2211.hatenablog.com/entry/2014/12/30/011030 // * Implementation of A* // http://www.redblobgames.com/pathfinding/a-star/implementation.html -// ���x�[�X +// をベース void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start, ap_uint<16> goal, ap_uint<8> w[MAX_CELLS]) { -//#pragma HLS INLINE // search�֐��̓C�����C������ƒx���Ȃ邵BRAM����Ȃ��Ȃ� +//#pragma HLS INLINE // search関数はインラインすると遅くなるしBRAM足りなくなる //#pragma HLS FUNCTION_INSTANTIATE variable=start //#pragma HLS FUNCTION_INSTANTIATE variable=goal - ap_uint<16> dist[MAX_CELLS]; // �n�_����e���_�܂ł̍ŒZ�������i�[���� + ap_uint<16> dist[MAX_CELLS]; // 始点から各頂点までの最短距離を格納する #pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=dist cyclic factor=64 dim=1 partition -// Note: dist �̃p�[�e�B�V������ factor �� 128 �ɂ����BRAM������Ȃ��Ȃ� - ap_uint<16> prev[MAX_CELLS]; // �ŒZ�o�H�ɂ�����C���̒��_�̑O�̒��_��ID���i�[���� +// Note: dist のパーティションの factor は 128 にするとBRAMが足りなくなる + ap_uint<16> prev[MAX_CELLS]; // 最短経路における，その頂点の前の頂点のIDを格納する SEARCH_INIT_DIST: for (ap_uint<16> i = 0; i < MAX_CELLS; i++) { @@ -437,19 +437,19 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start dist[i] = 65535; // = (2^16 - 1) } - // �v���C�I���e�B�E�L���[ + // プライオリティ・キュー ap_uint<12> pq_len = 0; ap_uint<32> pq_nodes[MAX_PQ]; //#pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=pq_nodes complete dim=1 //#pragma HLS ARRAY_PARTITION variable=pq_nodes cyclic factor=2 dim=1 partition #ifdef DEBUG_PRINT - // �L���[�̍ő咷���`�F�b�N�p + // キューの最大長さチェック用 ap_uint<12> max_pq_len = 0; #endif #ifdef USE_ASTAR - // �S�[���̍��W + // ゴールの座標 ap_uint<13> goal_xy = (ap_uint<13>)(goal >> BITWIDTH_Z); ap_uint<7> goal_x = (ap_uint<7>)(goal_xy / MAX_WIDTH); ap_uint<7> goal_y = (ap_uint<7>)(goal_xy - goal_x * MAX_WIDTH); @@ -457,7 +457,7 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start #endif dist[start] = 0; - pq_push(0, start, &pq_len, pq_nodes); // �n�_��push + pq_push(0, start, &pq_len, pq_nodes); // 始点をpush #ifdef DEBUG_PRINT if (max_pq_len < pq_len) { max_pq_len = pq_len; } #endif @@ -480,86 +480,86 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start ap_uint<16> dist_src = dist[src]; #ifndef USE_ASTAR - // �v���C�I���e�B�L���[�Ɋi�[����Ă���ŒZ�������C���݌v�Z�ł��Ă���ŒZ�������傫����΁Cdist�̍X�V������K�v�͂Ȃ� + // プライオリティキューに格納されている最短距離が，現在計算できている最短距離より大きければ，distの更新をする必要はない if (dist_src < prov_cost) { continue; } #endif - // PQ�̐擪���S�[���̏ꍇ��PQ���܂��󂶂�Ȃ��Ă��T���I��点���܂� + // PQの先頭がゴールの場合にPQがまだ空じゃなくても探索終わらせしまう if (src == goal) { break; } - // �אڂ��鑼�̒��_�̒T�� - // (0) �R�X�g + // 隣接する他の頂点の探索 + // (0) コスト ap_uint<8> cost = w[src]; - // (1) �m�[�hID����3�������W���}�X�N���Ĕ����o�� + // (1) ノードIDから3次元座標をマスクして抜き出す ap_uint<13> src_xy = (ap_uint<13>)(src >> BITWIDTH_Z); ap_uint<7> src_x = (ap_uint<7>)(src_xy / MAX_WIDTH); ap_uint<7> src_y = (ap_uint<7>)(src_xy - src_x * MAX_WIDTH); ap_uint<3> src_z = (ap_uint<3>)(src & BITMASK_Z); //cout << src << " " << src_x << " " << src_y << " " << src_z << endl; - // (2) 3�������W�ŗאڂ���m�[�h (6��) �𒲂ׂ� // �蓮���[�v�W�J + // (2) 3次元座標で隣接するノード (6個) を調べる // 手動ループ展開 /*********************************************************** - if (src_x > 0) { // x-�𒲍� + if (src_x > 0) { // x-を調査 ap_uint<16> dest = (((ap_uint<16>)(src_x-1) * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)(src_y)) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)(src_z); ap_uint<16> dist_new = dist_src + cost; if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ - dist_new += abs_uint7(src_x-1, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 + dist_new += abs_uint7(src_x-1, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* ヒューリスティック + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush } } - if (src_x < (size_x-1)) { // x+�𒲍� + if (src_x < (size_x-1)) { // x+を調査 ap_uint<16> dest = (((ap_uint<16>)(src_x+1) * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)(src_y)) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)(src_z); ap_uint<16> dist_new = dist_src + cost; if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ - dist_new += abs_uint7(src_x+1, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 + dist_new += abs_uint7(src_x+1, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* ヒューリスティック + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush } } - if (src_y > 0) { // y-�𒲍� + if (src_y > 0) { // y-を調査 ap_uint<16> dest = (((ap_uint<16>)(src_x) * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)(src_y-1)) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)(src_z); ap_uint<16> dist_new = dist_src + cost; if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ - dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y-1, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 + dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y-1, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* ヒューリスティック + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush } } - if (src_y < (size_y-1)) { // y+�𒲍� + if (src_y < (size_y-1)) { // y+を調査 ap_uint<16> dest = (((ap_uint<16>)(src_x) * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)(src_y+1)) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)(src_z); ap_uint<16> dist_new = dist_src + cost; if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ - dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y+1, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 + dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y+1, goal_y) + abs_uint3(src_z, goal_z); // A* ヒューリスティック + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush } } - if (src_z > 0) { // z-�𒲍� + if (src_z > 0) { // z-を調査 ap_uint<16> dest = (((ap_uint<16>)(src_x) * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)(src_y)) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)(src_z-1); ap_uint<16> dist_new = dist_src + cost; if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ - dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z-1, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 + dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z-1, goal_z); // A* ヒューリスティック + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush } } - if (src_z < (size_z-1)) { // y+�𒲍� + if (src_z < (size_z-1)) { // y+を調査 ap_uint<16> dest = (((ap_uint<16>)(src_x) * MAX_WIDTH + (ap_uint<16>)(src_y)) << BITWIDTH_Z) | (ap_uint<16>)(src_z+1); ap_uint<16> dist_new = dist_src + cost; if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ - dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z+1, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 + dist_new += abs_uint7(src_x, goal_x) + abs_uint7(src_y, goal_y) + abs_uint3(src_z+1, goal_z); // A* ヒューリスティック + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush } } ***********************************************************/ @@ -568,9 +568,9 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start for (ap_uint<3> a = 0; a < 6; a++) { //#pragma HLS PIPELINE //#pragma HLS UNROLL factor=2 - ap_int<8> dest_x = (ap_int<8>)src_x; // �ŏ�-1 �ő�72 (->�����t��8�r�b�g) - ap_int<8> dest_y = (ap_int<8>)src_y; // �ŏ�-1 �ő�72 (->�����t��8�r�b�g) - ap_int<5> dest_z = (ap_int<5>)src_z; // �ŏ�-1 �ő�8 (->�����t��5�r�b�g) + ap_int<8> dest_x = (ap_int<8>)src_x; // 最小-1 最大72 (->符号付き8ビット) + ap_int<8> dest_y = (ap_int<8>)src_y; // 最小-1 最大72 (->符号付き8ビット) + ap_int<5> dest_z = (ap_int<5>)src_z; // 最小-1 最大8 (->符号付き5ビット) if (a == 0) { dest_x -= 1; } if (a == 1) { dest_x += 1; } if (a == 2) { dest_y -= 1; } @@ -585,12 +585,12 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start //cout << " adjacent " << (int)dest << " (" << (int)dest_x << "," << (int)dest_y << "," << (int)dest_z << ") dist_new=" << (int)dist_new; #endif if (dist[dest] > dist_new) { - dist[dest] = dist_new; // dist�̍X�V - prev[dest] = src; // �O�̒��_���L�^ + dist[dest] = dist_new; // distの更新 + prev[dest] = src; // 前の頂点を記録 #ifdef USE_ASTAR - dist_new += abs_uint7(dest_x, goal_x) + abs_uint7(dest_y, goal_y) + abs_uint3(dest_z, goal_z); // A* �q���[���X�e�B�b�N + dist_new += abs_uint7(dest_x, goal_x) + abs_uint7(dest_y, goal_y) + abs_uint3(dest_z, goal_z); // A* ヒューリスティック #endif - pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // �L���[�ɐV���ȉ��̋����̏���push + pq_push(dist_new, dest, &pq_len, pq_nodes); // キューに新たな仮の距離の情報をpush #ifdef DEBUG_PRINT //cout << " h=" << (int)(abs_uint7(dest_x, goal_x) + abs_uint7(dest_y, goal_y) + abs_uint3(dest_z, goal_z)) << endl; //cout << (int)dest_x << " " << (int)goal_x << " " << (int)abs_uint7(dest_x, goal_x) << endl; @@ -606,8 +606,8 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start } } - // �o�H���o�� - // �S�[������X�^�[�g�ւ̏��Ԃŕ\������� (�S�[���ƃX�^�[�g�͊܂܂�Ȃ�) + // 経路を出力 + // ゴールからスタートへの順番で表示される (ゴールとスタートは含まれない) ap_uint<16> t = prev[goal]; #ifdef DEBUG_PRINT @@ -625,7 +625,7 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start << "(" << dbg_goal_x << ", " << dbg_goal_y << ", " << dbg_goal_z << ") #" << goal << endl; #endif - // �o�b�N�g���b�N + // バックトラック ap_uint<8> p = 0; SEARCH_BACKTRACK: while (t != start) { @@ -640,10 +640,10 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start cout << " via " << "(" << t_x << ", " << t_y << ", " << t_z << ") #" << prev[t] << " dist=" << dist[t] << endl; #endif - path[p] = t; // �L�^ + path[p] = t; // 記録 p++; - t = prev[t]; // ���Ɉړ� + t = prev[t]; // 次に移動 } *path_size = p; @@ -654,29 +654,29 @@ void search(ap_uint<8> *path_size, ap_uint<16> path[MAX_PATH], ap_uint<16> start } -// �v���C�I���e�B�E�L���[ (�q�[�v�Ŏ���) -// �D��x�̍ŏ��l���q�[�v�̃��[�g�ɗ��� -// �Q�l -// * �q�[�v - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%92%E3%83%BC%E3%83%97 -// * �񕪃q�[�v - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E5%88%86%E3%83%92%E3%83%BC%E3%83%97 -// * �q�[�v�̐��� - http://www.maroontress.com/Heap/ +// プライオリティ・キュー (ヒープで実装) +// 優先度の最小値がヒープのルートに来る +// 参考 +// * ヒープ - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%92%E3%83%BC%E3%83%97 +// * 二分ヒープ - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E5%88%86%E3%83%92%E3%83%BC%E3%83%97 +// * ヒープの正体 - http://www.maroontress.com/Heap/ // * Priority queue - Rosetta Code https://rosettacode.org/wiki/Priority_queue#C // Note -// �C���f�b�N�X��0����n�܂�Ƃ� (0-origin index) -// --> �e: (n-1)/2, ���̎q: 2n+1, �E�̎q: 2n+2 -// �C���f�b�N�X��1����n�܂�Ƃ� (1-origin index) -// --> �e: n/2, ���̎q: 2n, �E�̎q: 2n+1 -// FPGA�I�ɂ͂ǂ�����x���͓��������� 1-origin �̕���LUT���\�[�X���Ȃ��čς� (�������z���0�v�f�����ʂɂȂ�) - -// �m�[�h�̑}���́C�����ɒlj����Ă���D��x�������������̈ʒu�܂Ńm�[�h���グ�Ă��� -// �T���̓s����C�����D��x�ł͌ォ����ꂽ�����ɏo����������C -// ���[�v�̏I�������͑}���m�[�h�̗D��x����r�Ώۂ̗D��x�����������Ȃ����Ƃ� +// インデックスが0から始まるとき (0-origin index) +// --> 親: (n-1)/2, 左の子: 2n+1, 右の子: 2n+2 +// インデックスが1から始まるとき (1-origin index) +// --> 親: n/2, 左の子: 2n, 右の子: 2n+1 +// FPGA的にはどちらも遅延は同じだけど 1-origin の方がLUTリソース少なくて済む (ただし配列の0要素が無駄になる) + +// ノードの挿入は，末尾に追加してから優先度が正しい高さの位置までノードを上げていく +// 探索の都合上，同じ優先度では後から入れた方を先に出したいから， +// ループの終了条件は挿入ノードの優先度が比較対象の優先度よりも小さくなったとき void pq_push(ap_uint<16> priority, ap_uint<16> data, ap_uint<12> *pq_len, ap_uint<32> pq_nodes[MAX_PQ]) { #pragma HLS INLINE (*pq_len)++; ap_uint<12> i = (*pq_len); // target - ap_uint<12> p = (*pq_len) >> 1; // i.e., (*pq_len) / 2; // �e + ap_uint<12> p = (*pq_len) >> 1; // i.e., (*pq_len) / 2; // 親 PQ_PUSH_LOOP: while (i > 1 && (ap_uint<16>)(pq_nodes[p] & PQ_PRIORITY_MASK) >= priority) { #pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=8 avg=4 @@ -684,16 +684,16 @@ void pq_push(ap_uint<16> priority, ap_uint<16> data, ap_uint<12> *pq_len, ap_uin //#pragma HLS UNROLL factor=2 pq_nodes[i] = pq_nodes[p]; i = p; - p = p >> 1; // i.e., p / 2; // �e + p = p >> 1; // i.e., p / 2; // 親 } pq_nodes[i] = ((ap_uint<32>)data << 16) | (ap_uint<32>)priority; } -// �m�[�h�̎��o���́C���[�g������Ă��邾�� -// ���ɍŏ��̗D��x�����ƒm�[�h�����[�g�Ɉړ������邽�߂ɁC -// �܂��C�����̃m�[�h�����[�g�Ɉړ����� -// �����̎q�ŗD��x��������������ɂ����Ă��� (���[�g��K�؂ȍ����܂ʼn�����) -// ������ċA�I�ɌJ��Ԃ� +// ノードの取り出しは，ルートを取ってくるだけ +// 次に最小の優先度をもつノードをルートに移動させるために， +// まず，末尾のノードをルートに移動する +// 両方の子で優先度が小さい方を上にもっていく (ルートを適切な高さまで下げる) +// これを再帰的に繰り返す void pq_pop(ap_uint<16> *ret_priority, ap_uint<16> *ret_data, ap_uint<12> *pq_len, ap_uint<32> pq_nodes[MAX_PQ]) { #pragma HLS INLINE @@ -701,18 +701,18 @@ void pq_pop(ap_uint<16> *ret_priority, ap_uint<16> *ret_data, ap_uint<12> *pq_le *ret_data = (ap_uint<16>)(pq_nodes[1] >> PQ_PRIORITY_WIDTH); //pq_nodes[1] = pq_nodes[*pq_len]; - ap_uint<12> i = 1; // �e�m�[�h - //ap_uint<12> t = 1; // �����Ώۃm�[�h + ap_uint<12> i = 1; // 親ノード + //ap_uint<12> t = 1; // 交換対象ノード - ap_uint<16> last_priority = (ap_uint<16>)(pq_nodes[*pq_len] & PQ_PRIORITY_MASK); // �����m�[�h�̗D��x + ap_uint<16> last_priority = (ap_uint<16>)(pq_nodes[*pq_len] & PQ_PRIORITY_MASK); // 末尾ノードの優先度 PQ_POP_LOOP: while (1) { #pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=8 avg=4 //#pragma HLS PIPELINE //#pragma HLS UNROLL factor=2 - ap_uint<12> c1 = i << 1; // i.e., 2 * i; // ���̎q - ap_uint<12> c2 = c1 + 1; // i.e., 2 * i + 1; // �E�̎q + ap_uint<12> c1 = i << 1; // i.e., 2 * i; // 左の子 + ap_uint<12> c2 = c1 + 1; // i.e., 2 * i + 1; // 右の子 if (c1 < *pq_len && (ap_uint<16>)(pq_nodes[c1] & PQ_PRIORITY_MASK) <= last_priority) { if (c2 < *pq_len && (ap_uint<16>)(pq_nodes[c2] & PQ_PRIORITY_MASK) <= (ap_uint<16>)(pq_nodes[c1] & PQ_PRIORITY_MASK)) { pq_nodes[i] = pq_nodes[c2]; diff --git a/hls/lines256_length128/router.hpp b/hls/lines256_length128/router.hpp index 08d6924..6100341 100644 --- a/hls/lines256_length128/router.hpp +++ b/hls/lines256_length128/router.hpp @@ -13,33 +13,33 @@ #include #endif -//#define DEBUG_PRINT // ���낢��\������ -#define USE_ASTAR // A* �T�����g�� -#define USE_MOD_CALC // �^�[�Q�b�g���C���̑I���ɏ�]���Z��p���� +//#define DEBUG_PRINT // いろいろ表示する +#define USE_ASTAR // A* 探索を使う +#define USE_MOD_CALC // ターゲットラインの選択に剰余演算を用いる using namespace std; -// �e��ݒ�l -#define MAX_WIDTH 72 // X, Y �̍ő�l (7�r�b�g�Ŏ��܂�) +// 各種設定値 +#define MAX_WIDTH 72 // X, Y の最大値 (7ビットで収まる) #define BITWIDTH_XY 13 #define BITMASK_XY 65528 // 1111 1111 1111 1000 -#define MAX_LAYER 8 // Z �̍ő�l (3�r�b�g) +#define MAX_LAYER 8 // Z の最大値 (3ビット) #define BITWIDTH_Z 3 #define BITMASK_Z 7 // 0000 0000 0000 0111 -#define MAX_CELLS 41472 // �Z���̑��� =72*72*8 (16�r�b�g�Ŏ��܂�) -#define MAX_LINES 256 // ���C�����̍ő�l (7�r�b�g) -#define MAX_PATH 128 // 1�‚̃��C�����Ή�����Z�����̍ő�l (8�r�b�g) -#define MAX_PQ 4096 // �T�����̃v���C�I���e�B�E�L���[�̍ő�T�C�Y (12�r�b�g) ����Ȃ������H +#define MAX_CELLS 41472 // セルの総数 =72*72*8 (16ビットで収まる) +#define MAX_LINES 256 // ライン数の最大値 (7ビット) +#define MAX_PATH 128 // 1つのラインが対応するセル数の最大値 (8ビット) +#define MAX_PQ 4096 // 探索時のプライオリティ・キューの最大サイズ (12ビット) 足りないかも？ #define PQ_PRIORITY_WIDTH 16 #define PQ_PRIORITY_MASK 65535 // 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 #define PQ_DATA_WIDTH 16 #define PQ_DATA_MASK 4294901760 // 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 -#define MAX_WEIGHT 255 // �d�݂̍ő�l (8�r�b�g�Ŏ��܂�) -#define BOARDSTR_SIZE 41472 // �{�[�h�X�g�����O�̍ő啶���� (�Z���� 72*72*8 ����Ηǂ�) +#define MAX_WEIGHT 255 // 重みの最大値 (8ビットで収まる) +#define BOARDSTR_SIZE 41472 // ボードストリングの最大文字数 (セル数 72*72*8 あれば良い) void lfsr_random_init(ap_uint<32> seed); -- 2.22.0