前言
这是我以前在学校做编译原理实验时做的笔记，遇到不少的坑，但是最后还是完成了。这是一篇搭建SpinalHDL的教学，希望对读者有帮助。做完这个实验后我好兴幸自己不是读硬件有关的专业而是读软件
对硬件设计有点了解读者都知道Verilog吧，写小项目的时候觉得还好，但是写大项目的时候，只要想改一点点东西，就要改成千上万行代码，工作量巨大。所以，基于Scala的SpinalHDL框架就出来了，成功解决了上述问题。在添加标签时没有SpinalHDL标签，又不能创建，这知名度也太低了吧
工欲善其事，必先利其器 -- 《论语·卫灵公》
环境安装前置预备
IDEA安装
从官网下载，选Community版，完成后需安装Scala插作(先装IDEA然后往下做，等下再装插件)。
官网：https://www.jetbrains.com/idea/download/#section=windows
JDK安装
SpinalHDl基于Scala，Scala基于Java，下载Java SDK 1.8，从官网下载，选Java SE 8
官网：https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html
详细安装JDK：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1280507291631649
Scala与SBT安装
官网：https://www.scala-lang.org/
建议安装Scala 2.11.12版本
安装后，打开cmd，输入where Scala指令查看Scala安装路径
增加环境变量 Path: C:\Program Files (x86)\scala\bin
对此电脑，按右键，选属性
选择高级系统设置
选择环境变量
先按Path，再按编辑
按新建，再把刚才的路径贴上再按确定就可以了
重新打开cmd，输入scala -version，如果出现以下画面即环境配置成功
IDEA配置
进入IDEA安装Scala插件
按File->Settings调出设置窗口，找到Plugins并搜索Scala插件
DEA 配置Scala JDK
建立sbt工程文件，建立方法如下
建立工程文件，设置build.sbt文件，设置如下
name := "untitled2"
version := "0.1"
scalaVersion := "2.11.12"
val spinalVersion = "1.4.0"
libraryDependencies ++= Seq(
"com.github.spinalhdl" % "spinalhdl-core_2.11" % spinalVersion,
"com.github.spinalhdl" % "spinalhdl-lib_2.11" % spinalVersion,
compilerPlugin("com.github.spinalhdl" % "spinalhdl-idsl-plugin_2.11" % spinalVersion)
)
fork := true
等待工具自动加载完成后可看到SpinalHDL已成功加载
创建Scala文件
生成Verilog的例子
配置环境后，當然要運行代碼測試是否完成環境配置
//newTest.scala
import spinal.core._
object SimAsynchronousExample {
class Dut extends Component {
val io = new Bundle {
val a, b, c = in UInt (8 bits)
val result = out UInt (8 bits)
}
io.result := io.a + io.b - io.c
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
SpinalSystemVerilog(new Dut) //* *这行的意思就是把SpinalHDL翻译成Verilog
}
}
编译并运行，按Run
看见如下信息代表编译并运行成功
它会生成Verilog档案，𥚃面有刚生成的Verilog代码
SpinalHDL仿真环境
只生成Verilog代码，没有运行演示总觉得差了点什么，以下为搭建仿真环境教学。其实SpinalHDL提供了sim功能，方便用户进行仿真。
安装MSYS2
打开MSYS2，输入指令pacman -Syuu，完成后它会提示重开
重开后，输入下列指令以安装所需软件
pacman -Syuu
# Close the MSYS2 shell once you're asked to
pacman -Syuu
pacman -S --needed base-devel mingw-w64-x86_64-toolchain \
git flex\
mingw-w64-x86_64-cmake
pacman -U http://repo.msys2.org/mingw/x86_64/mingw-w64-x86_64-verilator-4.032-1-any.pkg.tar.xz
安装完成后加入 C:\msys64\usr\bin;C:\msys64\mingw64\bin 到环境变量（前面己演示过）
重开IDEA
安装Gtkwave
这是个示波器，方便观察运行结果，以下为安装方法
下载iverilog安装包，它𥚃面有gtkwave
安装后自行配置环境变量，或者在安装时勾选加入环境变量 Path：C:\\iverilog\\bin;C:\\iverilog\\gtkwave\\bin
通过一个例子进行仿真
这段代码大概意思就是随机生成100组数据进行异步加法，等下会通过gtkwave来观察运行
import spinal.sim._
import spinal.core._
import spinal.core.sim._
import scala.util.Random
object SimAsynchronousExample {
class Dut extends Component {
val io = new Bundle {
val a, b, c = in UInt (8 bits)
val result = out UInt (8 bits)
}
io.result := io.a + io.b - io.c
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
SimConfig.withWave.compile(new Dut).doSim{ dut =>
var idx = 0
while(idx < 100){
val a, b, c = Random.nextInt(256)
dut.io.a #= a
dut.io.b #= b
dut.io.c #= c
sleep(1) // Sleep 1 simulation timestep
assert(dut.io.result.toInt == ((a + b - c) & 0xFF))
idx += 1
}
}
}
}
成功时会显示以下信息，然后会在workspace𥚃有vcd文件，用gtkwave打开
直接用cmd打开vcd文件，首先要移动位置，输入cd到你的vcd当前目录(dir为显示当前目录有什么文件，等同于linux的ls)
输入gtkwave 档案名.vcd 打开文件
这𥚃有100组数据，以第一组数据为例，8C+74-CA=36，不信的话按计算器算一下，通过vch文件可以更直观地观察结果
Reference
本人推介微信公众号：Spinal FPGA，这里有很多有关SpinalHDL的资讯！
SpinalHDL的官方文档：
https://spinalhdl.github.io/SpinalDoc-RTD/index.html
全平台轻量开源verilog仿真工具iverilog+GTKWave使用教程
https://zhuanlan.zhihu.com/p/95081329
在Windows 10下配置和使用Icarus Verilog (iverilog)和GTKWave
https://www.twblogs.net/a/5c9e960abd9eee73ef4b65fd
Intellij IDEA 安装Scala插件 + 创建Scala项目（Hello World！）
https://blog.csdn.net/Appleyk/article/details/82180599
idea添加scala环境_SpinalHDL——环境搭建
https://blog.csdn.net/weixin_39983404/article/details/111627298
msys2安装gcc、g++编译器
https://blog.csdn.net/Lazybones_3/article/details/88633738
如何以 MinGW 和 MSYS2 建置 C 和 C++ 開發環境
https://michaelchen.tech/windows-programming/mingw-msys/
SpinalHDL 环境搭建(1)
https://blog.csdn.net/AS7062031/article/details/110850892
SpinalHDL 开发环境 Windows 安装
https://blog.csdn.net/htgoco/article/details/113037450
用Verilator仿真Ibex的hello world
https://zhuanlan.zhihu.com/p/108624018