spinalhdl轉(zhuǎn)Verilog可讀性 SpinalHDL開(kāi)發(fā)流程

SpinalHDL是基于Scala全新的硬件描述語(yǔ)言，解決了不少Verilog等傳統(tǒng)HDL語(yǔ)言的痛點(diǎn)，可以快速的完成某些IP的開(kāi)發(fā)，和完美的融入現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)流程。

誠(chéng)然SpinalHDL的學(xué)習(xí)路線是比較陡峭的。另外在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中，你可以要求你的同伴對(duì)Verilog，VHDL語(yǔ)言進(jìn)行掌握，但是不能要求他們也掌握SpinalHDL，Chisel這些語(yǔ)言，所以你的代碼怎么安排別人接手也是一個(gè)問(wèn)題。但是這并不妨礙我們采用SpinalHDL來(lái)快速驗(yàn)證我們某個(gè)想法是否是合理的，快速驗(yàn)證某個(gè)架構(gòu)是否合理。

在SpinalHDL的lib里面有一個(gè)eda目錄，里面有Xilinx，Altera等公司的一套工具庫(kù)。

我們以Xilinx的為例來(lái)說(shuō)明怎么利用里面的工具庫(kù)來(lái)驗(yàn)證我們的代碼能夠跑的頻率和占用的資源。

可以看到里面只有一個(gè)VivadoFlow的文件，在VivadoFlow里面需要我們指定Vivado的路徑，工作目錄，以及RTL，目標(biāo)器件，頻率等一系列參數(shù)

之后便可以獲取到當(dāng)前RTL能夠跑到的最大頻率和所需的資源了?？梢钥吹紸7和K7返回的是利用的LUT和FF，而KU，VU等器件把BRAM和URAM的資源利用也得到了。

通過(guò)一個(gè)直方圖均衡化的例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)VivadoFlow如何評(píng)估資源的消耗。

通過(guò)上面的代碼指明vivado的路徑，工作路徑，以及目標(biāo)器件和頻率就可以愉快的開(kāi)始等著頻率和資源的利用報(bào)告了。

可以看到IDEA的窗口已經(jīng)開(kāi)始打印相關(guān)的log了。

可以看到實(shí)際能夠跑到的頻率只有147M，資源利用了976個(gè)LUT，1058個(gè)FF，因?yàn)檫x了A7的器件，所以BRAM的利用并沒(méi)有輸出。但是可以在中間日志中看到。

我們?cè)谥霸O(shè)置的目標(biāo)頻率是200MHz，但是經(jīng)過(guò)評(píng)估之后只能跑到147M，說(shuō)明我們還需要優(yōu)化下現(xiàn)在的代碼，繼續(xù)查看日志，可以看到建立時(shí)間不滿足。具體不滿足的地方在日志中也有輸出。

Intra 說(shuō)明是同一時(shí)鐘下的，不存在跨時(shí)鐘的問(wèn)題，當(dāng)然這個(gè)在我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)確定了。

通過(guò)上面的日志可以確定是divSum和divMul之間的時(shí)序不滿足。這一部分是一個(gè)乘法和截尾操作。乘法被映射到DSP上，我們知道xilinx的DSP內(nèi)部有幾級(jí)的寄存器，如果把這幾級(jí)寄存器給利用起來(lái)那么就可以提高時(shí)鐘頻率，所以可以通過(guò)打拍的方式，讓這幾個(gè)寄存器被DSP所吸收掉，從而達(dá)到時(shí)序收斂的目的。(PS:如果是異步復(fù)位的寄存器是不能被7系列的FPGA的DSP所吸收的)

所以兩種不同的代碼如上。

經(jīng)過(guò)評(píng)估后可以跑到218MHz，的確有性能上的提升。

這個(gè)只是一個(gè)很小的模塊，可以這樣很快完成設(shè)計(jì)上的探索。

當(dāng)我們要進(jìn)行不同實(shí)現(xiàn)方式的探索的時(shí)候，便可以這樣快速的完成，不斷的完善模塊的架構(gòu)。

責(zé)任編輯：彭菁