[0]为什么是SpinalHDL-Spinal简介

[0]为什么是SpinalHDL-Spinal简介

1. verilog/VHDL打咩

稍微先说两句SpinalHDL，硬件描述语言（HDL）分为verilog/VHDL和其他（雾），不过确实是这样，众多eda基本只对这两种语言有良好支持，但是这两门上古语言我一言难尽。。。

笔者用的是verilog，并没有写过什么大型的项目，光是一些小项目，他对类型检查的坑让笔者花了很多时间去查bug哈，比如一个最简单的位宽不匹配，坑了很多次/笑哭

所以需要一些比较新一些的语言，什么？SystemVerilog？好像也不是不行哈，确实vivado对SystemVerilog支持还是不错的，但是毕竟只是对上古语言的修修补补。

2. 几个基于DSL的HDL生成器

其实严格来讲很多语言都有，比如jshdl、pythonhdl有很多。

但是比较有名的基于scala的chisel和SpinalHDL、基于Haskell的bluespec。

由于Haskell是上世纪90年代出来的一个函数式的语言，估计比较怪异难学（参考lisp），先不考虑。

对于chisel，是伯里克利大学搞出来的，我翻阅了一下百度，感觉是为了写riscv而创造了chisel。而且有很多有名的riscv处理器都是用chisel写的。

但是和SpinalHDL相比，两者生成的verilog中SpinalHDL是可读可维护的。

3.BSV（BlueSpec Verilog）介绍

（1）BSV相对于chisel的可取之处（这篇文章很好，里面还有bsv的资料）

作者：parker liu
链接：https://www.zhihu.com/question/26816009/answer/1257445442
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

另外，Chisel只能用于电路设计的编程，不能用来写电路的验证程序，需要用Verilog来写验证程序。而Bluespec则是全面的，既可以用于电路设计，也可以用于电路的验证，而且可以用来写硬件电路的spec，硬件架构模型。

在电路设计的抽象机制上也有不同，Chisel和Verilog一样，都是基于时钟节拍的动作来设计电路的。而Bluespec则是使用了基于Term Rewrite System的Atomic rules的抽象来设计电路的，在设计高并发的电路时比Chisel要简洁很多，更不容易写错。

Bluespec是一个商业公司，而且是systemVerilog标准的制定者之一。有着很完善的文档，高质量的培训资料，和循序渐进的引导你入门的书。Chisel的资料则相对匮乏很多，学习资料的质量也不够好，让初学者刚开始时比较茫然。另外，作为个人的感觉，Scala的语法噪音比Haskell的多多了，相对Haskell要啰嗦很多。

Bluespec是一个广谱的电路设计工具，无论什么种类的电路都可以高效地设计出来。而C和C++，systemC则只适合用来设计比较规整的数据流计算的电路，其他控制类型的电路则实现的效率很低，不能用。

（2）bsv优势：写ip核

作者：WangXuan
链接：https://www.zhihu.com/question/54912932/answer/2374219869
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

BSV的优势包括但不限于：

• 输入输出信号封装为method方法、自动生成握手信号。
• 可用复合数据类型来组织数据，提高代码可读性和可维护性。
• 提供各种小型FIFO模块，在构成复杂的弹性流水线电路时，比Verilog更高效。
• 可用顺序结构、瞬时结构、并行结构构成状态机，相比Verilog手动维护状态转移更加方便。
• 支持多态，获得尽可能多的代码复用。
• 在多态的加持下，BSV的模块库会比Verilog模块库的通用性更强，因此BSV具有大量的官方库或第三方库，来支持各种常见功能，例如定点数、浮点数、LSFR、CRC、AXI总线等

BSV生成的Verilog和手写Verilog相比，资源量和时钟频率不差多少。但 BSV 的代码量往往很低，并获得更高的可读性、可维护性。这里给出一些直观样例：

• BSV 编写 RISC-V RV32I 流水线 CPU 只有200行（手写Verilog可能要600行），在 EP4CE115F29C8 FPGA 占 5kLE，时钟频率达到 77MHz 。
• BSV 编写 JPEG 图像压缩器只有300行（手写Verilog可能要1000行），在 EP4CE115F29C8 FPGA 占 12kLE，时钟频率达到 43MHz，性能达到 344 M像素/秒 。

个人认为 BSV 非常适合编写模块 (IP核)。方法是：用BSV编写模块和testbench，在BSV阶段就做好验证，然后生成Verilog模块。另外你还能用BSV testbench来生成Verilog testbench，进行Verilog仿真。后续使用时，把 Verilog 模块嵌入到 FPGA 项目中即可。

如有兴趣，可阅读我的 BSV 教程：

• GitHub : https://github.com/WangXuan95/BSV_Tutorial_cn
• Gitee : https://gitee.com/wangxuan95/BS

4.总结

由上面所说，这三门工具独有自己的可取之处，bsv稳定、chisel的riscv实践丰富、spinal看起来更新鲜。其实我觉得是有必要三门都学习一下的。

5. 学习路径

以下内容摘自csdn

Scala入门

SpinalHDL是基于Scala来实现的，因此在学习SpinalHDL使用前需要对Scala语法有一定的了解。Scala是一门基于JVM的语言，其灵活性个人感觉与Python不相上下，这里学习Scala推荐博客：

Learning Chisel and Scala Scala Part I(https://vvviy.github.io/2018/12/01/Learning-Chisel-and-Scala-Part-I/)

Learning Chisel and Scala Scala Part II(https://vvviy.github.io/2018/12/12/Learning-Chisel-and-Scala-Part-II/)

通过两篇博客，可以对scala又一个快速的了解，有过Systemverilog面向对象经验的小伙伴理解起来可能更容易一些。

如果想更进一步细致的了解Scala，这里推荐两本书：

《Scala编程实战》(微信读书里可以直接看)：

《Scala编程》第三版（有需要电子版的小伙伴可以私信我）

对于Scala，SpianlHDL里面用到的语法也不多，而开始的目的不是让我们去精通Scala去面试大数据的，所以不必太纠结于其中，当然爱好学习的人除外。

SpinalHDL资料

学习SpinalHDL首先要做的是：

​ 读SpinalHDL-Doc

​ 读SpinalHDL-Doc

​ 读SpinalHDL-Doc

在百度或谷歌可直接搜索SpinalHDL-Doc

除了SpinalHDL-Doc之外，这里推荐另外两个练手参照的地方：

https://gitee.com/peasent/SpinalWorkshop

https://github.com/jijingg/Spinal-bootcamp

把这些能够手把手的过一遍之后，相信拿SpinalHDL去做项目应该还是OK的。

最后，遇到问题可以去Gitter放胆去问，这里贴上链接：

https://gitter.im/SpinalHDL/SpinalHDL

SpinalHDL资料

最后，欢迎有更多的小伙伴来一起探讨SpinalHDL，让优秀的设计思路能够普及开来，提升RTL生产力。