Сборник задач на SystemVerilog для Школы Синтеза Цифровых Схем

Ни дня без строчки на Верилоге

Сборник задач увеличивающейся сложности

Юрий Панчул, 2021-2023

Ссылки

• Школа Синтеза Цифровых Схем
• Занятие первое: введение в маршрут проектирования и упражнения с комбинационной логикой

Инструкция по установке

Задачи можно решать с любым симулятором верилога, который поддерживает SystemVerilog. А также c бесплатным симулятором Icarus Verilog, который хотя и не поддерживает весь SystemVerilog, но поддерживает Verilog 2005 с некоторыми элементами SystemVerilog, достаточных для решения наших задач. Icarus Verilog что используют с GTKWave, программой для работы с временными диаграммами. Для первых десяти задач GTKWave нам не понадобится, но его стоит установить вместе с Icarus Verilog на будущее.

Установка на Linux

Под Ubuntu и Simply Linux можно установить Icarus Verilog и GTKWave с помощью команды:

sudo apt-get install verilog gtkwave

---

Замечание:

Если у вас старая версия дистрибутива Linux (Ubuntu), то при установке Icarus Verilog вы получите старую версию, которая не поддерживает always_comb, always_ff и многие другие конструкции SystemVerilog. Как решить эту проблему:

1. Проверка версии iverilog

   iverilog -v

   Если версия iverilog меньше 11, переходим к пункту 2.

2. Установка предварительных пакетов

   sudo apt-get install build-essential bison flex gperf readline-common libncurses5-dev nmon autoconf

3. Скачивание последней версии iverilog

   На сегодняшний момент (12.10.2023) последняя версия iverilog: 12.0 Переходим по ссылке и скачиваем архив.

4. Сборка iverilog

   • Распакуйте архив:

     tar -xzf verilog-12.0.tar.gz

   • Войдите в разархивированную папку:

     cd verilog-12.0

   • Сконфигурируйте iverilog:

     ./configure --prefix=/usr

   • Протестируйте сборку Icarus

     make check

     В результате, в терминале появится несколько надписей Hello, world!

   • Установите Icarus

     sudo make install

---

Verilator

Дополнительно для проверки кода на некоторые синтаксические и стилистические ошибки можно установить Verilator (версии 5.002+).

Для Ubuntu 23.04 и выше:

sudo apt-get install verilator

Для более ранних версий Ubuntu или других дистрибутивов можно установить Verilator вместе с OSS CAD SUITE

Для проверки добавьте опцию --lint к скрипту: ./run_all_using_iverilog_under_linux_or_macos_brew.sh --lint

Результат появится в файле lint.txt

---

Установка на Windows

Версию Icarus Verilog для Windows можно загрузить с данного сайта

Видео инструкция по установке Icarus Verilog на Windows

Установка на Apple Mac

Icarus можно поставить даже на Apple Mac, что необычно для EDA инструментация (EDA - Electronic Design Automation). Это можно сделать в консоли с помощью программы brew:

brew install icarus-verilog

Видео инструкция по установке Icarus Verilog на MacOS

Выполнение и проверка заданий

Для проверки задач под Linux и MacOS, необходимо открыть консоль в папке с заданиями и запустить скрипт ./run_all_using_iverilog_under_linux_or_macos_brew.sh. Он создаст файл log.txt с результатами компиляции и симуляции всех задач набора.

Для проверки задач под Windows необходимо открыть консоль в папке с заданиями и запустить пакетный файл run_all_using_iverilog_under_windows.bat. Он так же создаст файл log.txt с результатами проверки.

После того, как тест для всех задачек покажет PASS, вы можете передать его на проверку преподавателю.

Рекомендуемая литература, которая поможет в решении задач

1. Харрис Д.М., Харрис С.Л., «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера: RISC-V». К ней есть версия для планшета для предыдущего издания (на основе архитектуры MIPS), а к той есть более короткие слайды для лекций.

2. Романов А.Ю., Панчул Ю.В. и коллектив авторов. «Цифровой синтез. Практический курс»