在FPGA和ASIC设计中,工程师们常常需要将行为描述转化为具体的硬件电路,这个过程就像将建筑图纸变成实际的房屋结构。想象一下,如果只需告诉计算机“我想做一个能先读取数据,然后计算平均值,最后存储结果的模块”,它就能自动生成完整的Verilog代码,那该多高效!
设计思维转变:从RTL到行为级
传统的硬件设计流程中,工程师需要手动编写每一行寄存器传输级(RTL)代码,指定时钟周期、状态转移、数据通路等细节。这不仅耗时,而且容易出错。
我们的目标是创建一个轻量级Verilog自动生成器,它能够理解高层次的行为描述,自动生成高质量、可综合的Verilog代码。
让我们从一个简单例子开始:用户描述“设计一个模块,能够从内存读取两个32位数字,计算它们的和,然后将结果写回内存”。传统方法需要几十行RTL代码,而我们的生成器只需要几行行为描述。
系统架构概览
我们的自动生成器采用三层架构:
- 行为解析层:将自然语言或结构化描述转化为中间表示
- 架构优化层:根据约束条件选择最佳硬件结构
- 代码生成层:生成最终的Verilog RTL代码
// 轻量级Verilog自动生成器核心模块 // 文件名:auto_gen_core.v // 功能:行为描述到