SpinalHDL一门真正具备生产力的HDL开发框架

goco

在verilog/Vhdl出生到现在，其他HDL一直层出不穷，更多的是玩票或者试验性质的，有的也只是在很小的范围内局部应用，并没有根本上解决Verilog的问题。SpinalHDL是基于SCALA语言上的DSL(还有一个兄弟叫Chisel)，更准确的说是一个基于Scala的HDL开发框架，不同于以前的那些HDL，它解决了Verilog的痛点，并且和传统的IC-flow和谐共存，适合大规模的Soc系统的开发。
可以总结为八个字：高效可靠，方便复用


SpinalHDL相比Verilog/VHDL
1：彻底的参数化能力，自定义组件，自定义Lib，真正实现可重用
2：位宽推导，类型推导，写出的HDL简洁可靠3：内置Lint静态检查（位宽，端口，CDC），生成的代码不会有静态错误
4：大量高效的基础组件和可重用Lib，还在持续发展
5：至少一个Soc框架和RISCV处理器
6：自带仿真框架（后台基于Verilator），非常方便并且灵活强大，在此之上发展出一个UVM也不难
7：开源，跨平台开发SpinalHDL + Verilator（仿真） + GtkWave(波形），对于个人或者小团队再也不必上Linux装盗版全家桶
8：不光适合HDL，参考平台，测试激励都可以用Scala完成，一个平台全部搞定

SpinalHDL相比MyHDL
1: MyHDL的硬件代码更像python，而基于Scala的SpinalHDL代码更像HDL，硬件工程师阅读书写转变成本低
2: MyHDL测试基于Python,对于稍大规模仿真很难胜任，SpinalHDL仿真测试基于verilator，毫不逊色商业软件VCS
3: Scala比Python更简洁跟安全，Scala非常适合DSL，对于满眼钉子的你，Scala就是手握各种锤子

SpinalHDL相比HLS
1：SpinalHDL的代码是基于RTL，思考过程跟verilog开发完全一致，并不会产生冗余逻辑，只会参数化生成，时序问题完全取决于设计者
2：HLSL的效率逻辑冗余一致被人诟病，对于低成本低功耗的消费级IC，面积功耗是一道过不去的门槛，需要精细化的设计。


SpinalHDL相比Chisel
1：chisel源于学校，缺乏工程经验，不管是chisel源码还是生成的Verilog可读性较差，有大量的争议设计
2：SpinalHDL对硬件工程师更为友好，对于有IC开发背景的工程师，阅读SpinalHDL源码几乎没有太大障碍。
3：SpinalHDL有完整的文档, 清晰的软硬件概念，生成的verilog代码非常接近工程师手工书写风格，适合团队混合开发。

SpinalHDL并不替代现有IC开发Flow，它是一个高效的生成器，对传统IC团队较为友好，对于混合开发（部分人SpinalHDL, 部分人Verilog）也完全没有阻碍，不做强制。

缺点：
算不上缺点的缺点，Scala是基于JVM上的一门面向对象函数式编程语言，对于传统的IC工程师需要一些学习成本。
但是如果有python或者C,java使用经验，学习Scala花不了多久，另外Scala也是一门非常值得学习的语言，有很多先进的元素。
如果之前你认为python是一门最简洁方便的语言，那么用了Scala你可能会改变主意 ： )

担心：
    回到之初的那个问题，会不会是一个玩具，值得花时间去学习吗？ 对于IC工程师，我在自己公司会不会用不了？
    是否需要花时间学习一门新的语言，因人而异，看自己的兴趣和需求，但是SpinalHDL确实具备生产力，能开发大型系统，而且更适合开发大型系统，所以它不是玩具。
    SpinalHDL跟现有团队以及Flow不冲突，可以自由组合，平滑过渡。

SpinalHDL2015左右出现的，还算比较新，但是已经在IC图像处理，通信基带，神经网络，以及SOC有实实在在的应用，并没有遇到严重的缺点。另外SpinalHDL是开源的，对于不满意的地方，或者自己有好的lib或者组件，每个人都可以不断的完善，而且也不难。

资料：
1 官方文档：https://spinalhdl.github.io/SpinalDoc-RTD/index.html
2 社区讨论：https://gitter.im/SpinalHDL/SpinalHDL
3 新手教程：https://github.com/jijingg/Spinal-bootcamp
4 知乎专栏：https://zhuanlan.zhihu.com/c_1172895565598920704

abeey

现在就是文档跟不上，小规模逻辑开放绰绰有余。

goco

abeey 发表于 2020-6-23 19:49
现在就是文档跟不上，小规模逻辑开放绰绰有余。

SpinalHDL的文档已经算是相当全面了，另外源码可读性很高。对硬件工程比较友好很容易上手

abeey

goco 发表于 2020-7-7 14:34
SpinalHDL的文档已经算是相当全面了，另外源码可读性很高。对硬件工程比较友好很容易上手
...

library 的使用和接口是没有具体的文档的，全靠自己读。

xiaojia102003

关注下，后端工具对Spinal HDL的支持怎么样？

abeey

xiaojia102003 发表于 2020-7-8 15:58
关注下，后端工具对Spinal HDL的支持怎么样？

SpinalHDL 最终生成 verilog 或者 VHDL，所以 EDA 工具没有啥问题。

quanqiutong

这种我试过，感觉还是不成熟
1. 环境问题，要配置java，scala 工作环境，不熟悉的人很头疼，没有统一的平台
2. scala语言过于复杂，scala可以说是最复杂的编程语言，即使是计算机专业的也很头疼
3. 生成的verilog代码可读性太差
4. 版本变换快，新的版本不支持旧版本的语句
5. 出现问题没法解决到底是哪里有问题

xiaojia102003

abeey 发表于 2020-7-9 09:45
SpinalHDL 最终生成 verilog 或者 VHDL，所以 EDA 工具没有啥问题。

谢谢解答。

abeey

quanqiutong 发表于 2020-7-9 10:14
这种我试过，感觉还是不成熟
1. 环境问题，要配置java，scala 工作环境，不熟悉的人很头疼，没有统一的平台 ...

如果你不玩复杂的技巧，那么可以把 SpinalHDL 当初纯粹的 verilog/VHDL 的简化版本。

环境非常容易配制，我自己 windows 下配制出了一个便携版本。IDE 工具友好程度不是好一点点。

要你命3000

最近想从Verilog入坑SpinalHDL，有几点问题想请教下：
1、环境问题：习惯了Windows+VSCode，这个环境能支持么？
2、仿真调试问题：貌似需要先将SpinalHDL转成Verilog，再上Verilator，这个调试就可能有些麻烦，要返回去定位错误。不知道有什么经验
3、语言稳定性问题：版本升级，是否会带来不兼容的问题
4、其他：粗略看了一下SpinalHDL、Chisel3，貌似两者还是比较相似的，是否有工具支持把Chisel3转成SpinalHDL代码，这样可能有比较丰富的IP库可以用