HLS高层次综合数学库和定点数学函数

一、概述
1.HLS高层次综合数学库和定点数学函数，是提升FPGA硬件算法性能的关键。
2.定点数用的更少的硬件资源(面积)和更高的速度(频率)换取用户可以接受的精度损失，这个在硬件加速设计中
是需要用户去权衡的。
3.定点数据类型头文件
ap_int.h
ap_fixed.h
4.定点数学函数头文件
hls_math.h
Vitis 加速库（含高阶数学、线性代数、DSP等）
5.使用 ap_(u)fixed<W, I, Q, O, N> 模板定义任意精度的定点数
6.覆盖了三角函数（sin, cos, atan2）、指数对数（exp, log, log10）、幂函数（sqrt, rsqrt, recip）以及取整、比较等多种功能
注意：指数和对数是‌互逆运算‌关系。

二、说明
1.精度与资源的权衡：定点数实现通常面积更小、速度更快，但精度会有所损失。建议在算法确定后，通过C/RTL协同仿真来验证定点数精度。
2.数值范围与位宽：需要根据算法仔细计算中间变量的范围，避免溢出。部分HLS工具（如Intel的ac_int）支持在仿真时进行溢出检查，可以有效帮助调试
3.使用表查找优化：对于某些复杂函数（如sin），使用查找表（LUT） 是实现速度和面积平衡的常用技巧。部分HLS数学库的函数内部也可能采用此技术。

参考：
HLSLibs ac_math是HLS比较活跃的开源社区
https://www.cnblogs.com/sinferwu/p/17576661.html