ghdl

ไดเรกทอรีนี้ประกอบด้วยแหล่งที่มาของ GHDL ซึ่งเป็นตัววิเคราะห์โอเพ่นซอร์ส คอมไพเลอร์ เครื่องจำลอง และซินธิไซเซอร์ (ทดลอง) สำหรับ VHDL ซึ่งเป็นภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์ (HDL) GHDL ไม่ใช่ล่าม: ช่วยให้คุณสามารถวิเคราะห์และอธิบายแหล่งที่มาอย่างละเอียดสำหรับการสร้างรหัสเครื่องจากการออกแบบของคุณ การรันโปรแกรมแบบเนทีฟเป็นวิธีเดียวสำหรับการจำลองความเร็วสูง

สารบัญ

• คุณสมบัติหลัก
• การบูรณาการโดยบุคคลที่สาม
• กำลังได้รับ GHDL
• ประโยชน์ของการใช้ GHDL
• มีส่วนร่วม
• โครงสร้างโครงการ
  • ผู้ใช้ทั่วไป
  • ผู้ใช้ขั้นสูง

คุณสมบัติหลัก

รองรับมาตรฐาน IEEE 1076 VHDL เวอร์ชันปี 1987, 1993, 2002 เต็มรูปแบบ และบางส่วนสำหรับการแก้ไขปี 2008 และ 2019

การสนับสนุนบางส่วนของ PSL

ด้วยการใช้ตัวสร้างโค้ด (LLVM, GCC หรือ x86_64/i386 เท่านั้นในตัว) มันจะเร็วกว่าตัวจำลองการตีความใดๆ มาก สามารถรองรับการออกแบบที่มีขนาดใหญ่มาก เช่น leon3/grlib

GHDL ทำงานบน GNU/Linux, Windows และ macOS; บน x86 , x86_64 , armv6/armv7/aarch32 , aarch64 และ ppc64 คุณสามารถดาวน์โหลดเนื้อหายามค่ำคืนได้อย่างอิสระ ใช้อิมเมจ OCI (หรือคอนเทนเนอร์ Docker/Podman) หรือลองสร้างมันบนเครื่องของคุณเอง (ดู "การรับ GHDL" ด้านล่าง)

สามารถเขียนรูปคลื่นไปยังไฟล์ GHW, VCD หรือ FST เมื่อใช้ร่วมกับโปรแกรมดูรูปคลื่นแบบ GUI และโปรแกรมแก้ไขข้อความที่ดี GHDL เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังมากสำหรับการเขียน ทดสอบ และจำลองโค้ดของคุณ

รองรับการจำลองร่วมกับแอปพลิเคชันต่างประเทศผ่าน Verilog Procedural Interface (VPI) และ/หรือ VHPIDIRECT ดูghdl.github.io/ghdl-cosim

สามารถสังเคราะห์การออกแบบ VHDL ที่ซับซ้อนตามอำเภอใจลงในรายการสุทธิ VHDL 1993 ซึ่งสามารถนำไปใช้โดยปริยายหรือชัดเจนในเฟรมเวิร์กการสังเคราะห์โอเพ่นซอร์สหรือผู้จำหน่าย

GHDL เป็นซอฟต์แวร์ฟรี:

• ดูได้ที่ ghdl.github.io/ghdl
• ไลบรารีรันไทม์บางไลบรารีอยู่ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน ดูไฟล์ต้นฉบับแต่ละไฟล์เพื่อดูรายละเอียด

การบูรณาการโดยบุคคลที่สาม

GHDL ได้รับการออกแบบมาเพื่อผสานรวมกับเครื่องมือโอเพ่นซอร์สยอดนิยมหลายตัวได้อย่างราบรื่น ช่วยให้ผู้ใช้สามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถเพิ่มเติมสำหรับทั้งเวิร์กโฟลว์การจำลองและการสังเคราะห์

การบูรณาการที่สำคัญอย่างหนึ่งคือการทำงานร่วมกับ Yosys ซึ่งเป็นเครื่องมือสังเคราะห์โอเพ่นซอร์สชั้นนำ การใช้ปลั๊กอิน ghdl-yosys ทำให้ GHDL สามารถใช้เป็นส่วนหน้าสำหรับ Yosys ได้ ทำให้ผู้ใช้สามารถสังเคราะห์การออกแบบ VHDL ได้โดยตรง ทำให้สามารถย้ายจากการจำลองไปสู่การสังเคราะห์ได้โดยไม่ต้องออกจากสภาพแวดล้อม GHDL ซึ่งทำให้ขั้นตอนการออกแบบคล่องตัวขึ้น

GHDL ยังทำงานร่วมกับ cocotb ซึ่งเป็นเฟรมเวิร์กการจำลองร่วมที่ใช้ coroutine ซึ่งช่วยให้สามารถทดสอบการออกแบบ VHDL ที่ขับเคลื่อนด้วย Python สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการเขียนชุดทดสอบที่ซับซ้อนใน Python และการโต้ตอบกับการจำลอง VHDL ในแบบเรียลไทม์

สำหรับการตรวจสอบ GHDL รองรับการทำงานร่วมกับเฟรมเวิร์ก เช่น OSVVM, UVVM และ VUnit ทำให้ผู้ใช้มีชุดเครื่องมือเต็มรูปแบบสำหรับการตรวจสอบการออกแบบ VHDL ไลบรารีการตรวจสอบเหล่านี้เปิดใช้งานเทคนิคการทดสอบขั้นสูง เช่น การตรวจสอบแบบสุ่มแบบจำกัด ความครอบคลุมการทำงาน และการทดสอบการถดถอยอัตโนมัติ

การบูรณาการโดยบุคคลที่สามเหล่านี้ทำให้ GHDL เป็นเครื่องมือที่ครอบคลุมสำหรับการออกแบบดิจิทัล การจำลอง การตรวจสอบ และการสังเคราะห์ เหมาะสำหรับทั้งนักพัฒนารายบุคคลและทีมขนาดใหญ่

กำลังได้รับ GHDL

• แพ็คเกจที่สร้างไว้ล่วงหน้า:

  • GHDL พร้อมใช้งานผ่านตัวจัดการแพ็คเกจเริ่มต้นในดิสทริบิวชั่นหลักส่วนใหญ่: Debian/Ubuntu, Fedora, Arch Linux และ MSYS2 สำหรับ Windows คุณสามารถติดตั้ง GHDL ได้โดยตรงผ่านตัวจัดการแพ็คเกจเหล่านี้ ทำให้กระบวนการติดตั้งตรงไปตรงมาสำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่
  • หลังจากการรัน CI ที่ประสบความสำเร็จแต่ละครั้ง tarballs/zipfiles ทุกคืนสำหรับ Ubuntu และ Windows (MSYS2) จะได้รับการอัปเดต โครงสร้างทุกคืนเหล่านี้ให้การเข้าถึงคุณสมบัติและการอัพเดตล่าสุด ซึ่งอาจยังไม่มีให้บริการในคลังเก็บตัวจัดการแพ็คเกจ
  • หากคุณต้องการตั้งค่า GHDL ในไปป์ไลน์การผสานรวมอย่างต่อเนื่อง (CI) setup-ghdl-ci GitHub Action ช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่า GHDL ได้อย่างง่ายดาย มอบวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการรวม GHDL เข้ากับเวิร์กโฟลว์ CI ของคุณด้วยการกำหนดค่าเพียงไม่กี่บรรทัด

• การใช้นักเทียบท่า :
  สำหรับผู้ที่ชื่นชอบการบรรจุคอนเทนเนอร์ GHDL ก็มีให้บริการเป็นอิมเมจ Docker เช่นกัน สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งหากคุณต้องการหลีกเลี่ยงการจัดการการขึ้นต่อกันด้วยตนเอง หรือต้องการสภาพแวดล้อมที่สอดคล้องกันในเครื่องต่างๆ คุณสามารถใช้คอนเทนเนอร์จาก ghdl/docker หรือ hdl/containers ได้ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เสนอสภาพแวดล้อมที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้าพร้อมการติดตั้ง GHDL การเรียกใช้ GHDL ภายในคอนเทนเนอร์ Docker ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการตั้งค่าของคุณยังคงแยกจากระบบโฮสต์ของคุณ ทำให้ง่ายต่อการบำรุงรักษาและทำซ้ำบนแพลตฟอร์มต่างๆ ตัวเลือกนี้เหมาะสำหรับผู้ใช้ที่กำลังมองหาการติดตั้งที่มีประสิทธิภาพและไม่ยุ่งยาก

• การสร้าง GHDL จากแหล่งที่มา :
  ผู้ใช้ขั้นสูงสามารถเลือกสร้าง GHDL จากแหล่งที่มาได้ ทำให้สามารถปรับแต่งและเข้าถึงคุณลักษณะทดลองได้ การสร้างจากแหล่งที่มายังมีประโยชน์สำหรับแพลตฟอร์มหรือการกำหนดค่าที่ไม่รวมอยู่ในแพ็คเกจที่สร้างไว้ล่วงหน้า คู่มือการสร้าง GHDL ให้คำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการคอมไพล์ GHDL รวมถึงการเลือกแบ็กเอนด์ที่คุณต้องการ (LLVM, GCC หรือ mcode) กระบวนการนี้ช่วยให้ผู้ใช้ควบคุมการตั้งค่าของตนได้อย่างเต็มที่ และช่วยให้ปรับแต่ง GHDL ตามความต้องการเฉพาะของตนได้

• หมายเหตุเฉพาะแพลตฟอร์ม :

  • Linux : GHDL ได้รับการสนับสนุนใน Linux หลากหลายรุ่น สามารถติดตั้งได้โดยใช้ตัวจัดการแพ็คเกจทั่วไปเช่น apt , dnf หรือ pacman ขึ้นอยู่กับการแจกจ่าย โดยทั่วไปการติดตั้งจะตรงไปตรงมา และแพ็คเกจที่สร้างไว้ล่วงหน้าจะได้รับการอัปเดตเป็นประจำ
  • Windows : สำหรับผู้ใช้ Windows สามารถติดตั้ง GHDL ผ่าน MSYS2 ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมแบบ Unix สำหรับ Windows ซึ่งให้ประสบการณ์ที่คล้ายกับการใช้ GHDL บน Linux และ MSYS2 ช่วยให้มั่นใจว่าการขึ้นต่อกันได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม เอกสาร MSYS2 ให้คำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับการตั้งค่าสภาพแวดล้อม
  • macOS : บน macOS นั้น GHDL สามารถติดตั้งได้อย่างง่ายดายโดยใช้ Homebrew ซึ่งเป็นตัวจัดการแพ็คเกจยอดนิยม ซึ่งจะทำให้ผู้ใช้ macOS สามารถเริ่มต้นใช้งาน GHDL ได้โดยไม่จำเป็นต้องสร้างจากแหล่งที่มา หรือหากต้องการการปรับแต่งเพิ่มเติม ผู้ใช้ macOS สามารถปฏิบัติตามคำแนะนำในการสร้างจากแหล่งที่มาได้

ประโยชน์ของการใช้ GHDL

GHDL มีข้อดีหลายประการที่ทำให้เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการจำลองและการสังเคราะห์ VHDL ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งคือการสร้างโค้ดแบบเนทิฟ ซึ่งช่วยให้จำลองเวลาได้เร็วขึ้นเมื่อเทียบกับตัวจำลองที่ตีความ การเพิ่มประสิทธิภาพนี้จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนในการออกแบบขนาดใหญ่และซับซ้อน ซึ่งความเร็วในการจำลองอาจเป็นปัจจัยสำคัญ

นอกจากประสิทธิภาพแล้ว GHDL ยังมีความหลากหลายสูงอีกด้วย รองรับการแก้ไขมาตรฐาน VHDL หลายครั้ง รวมถึงเวอร์ชัน 1987, 1993, 2002, 2008 และ 2019 ความเข้ากันได้ที่หลากหลายนี้ทำให้ GHDL เหมาะสำหรับโครงการเดิมและการออกแบบที่ล้ำสมัย ไม่ว่าคุณจะทำงานกับมาตรฐาน VHDL แบบเก่าหรือเวอร์ชันแก้ไขล่าสุด GHDL ก็มอบความยืดหยุ่นในการจัดการกับมาตรฐานทั้งหมด

ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการรองรับข้ามแพลตฟอร์มของ GHDL มันทำงานบนระบบปฏิบัติการหลัก เช่น Linux, Windows และ macOS และรองรับสถาปัตยกรรมที่หลากหลาย เช่น x86, x86_64, ARM และ PPC64 ช่วยให้นักพัฒนาสามารถใช้ GHDL กับการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ได้หลากหลาย ทำให้ผู้ใช้ในวงกว้างสามารถเข้าถึงได้

การบูรณาการของ GHDL กับเครื่องมือโอเพ่นซอร์สยอดนิยม เช่น Yosys สำหรับการสังเคราะห์ และ cocotb สำหรับการตรวจสอบ ช่วยเพิ่มอรรถประโยชน์ให้ดียิ่งขึ้น การผสานรวมเหล่านี้ทำให้ผู้ใช้สามารถขยายขีดความสามารถของ GHDL ได้มากกว่าการจำลอง ทำให้เป็นโซลูชันที่ครอบคลุมสำหรับเวิร์กโฟลว์การออกแบบ การตรวจสอบ และการสังเคราะห์ VHDL

มีส่วนร่วม

GHDL ยินดีรับการสนับสนุนจากชุมชน ไม่ว่าคุณจะสนใจที่จะปรับปรุงเอกสาร แก้ไขข้อบกพร่อง หรือเพิ่มคุณสมบัติใหม่ ก็มีหลายวิธีในการมีส่วนร่วม การมีส่วนร่วมเป็นวิธีที่ดีในการช่วยปรับปรุงเครื่องมือและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ GHDL ภายใน

ต่อไปนี้คือวิธีที่คุณสามารถเริ่มมีส่วนร่วมได้:

1. ค้นหาปัญหาที่ต้องดำเนินการ : ตรวจสอบปัญหาที่เปิดอยู่บนพื้นที่เก็บข้อมูล GitHub ปัญหามักมีป้ายกำกับตามความยากหรือประเภท (เช่น "ฉบับแรกที่ดี" สำหรับผู้เริ่มต้น) คุณยังสามารถเสนอแนวคิดหรือการปรับปรุงของคุณเองได้

2. แยกและโคลนพื้นที่เก็บข้อมูล : เมื่อคุณเลือกปัญหาที่ต้องการดำเนินการแล้ว ให้แยกพื้นที่เก็บข้อมูล GHDL ไปยังบัญชี GitHub ของคุณเอง โคลนพื้นที่เก็บข้อมูลแบบแยกส่วนไปยังเครื่องภายในของคุณเพื่อทำการเปลี่ยนแปลง

3. สร้างสาขาใหม่ : แนวทางปฏิบัติที่ดีคือการสร้างสาขาใหม่สำหรับแต่ละปัญหาหรือฟีเจอร์ที่คุณกำลังดำเนินการอยู่ สิ่งนี้จะช่วยแยกการเปลี่ยนแปลงของคุณออกจากกัน และทำให้ผู้ดูแลตรวจสอบงานของคุณได้ง่ายขึ้น

4. ส่งคำขอดึงข้อมูล : หลังจากทำการเปลี่ยนแปลงและส่งมอบให้กับสาขาของคุณแล้ว ให้ส่งคำขอดึงข้อมูล (PR) ไปยังที่เก็บ GHDL หลัก อย่าลืมใส่คำอธิบายที่ชัดเจนเกี่ยวกับที่อยู่ PR ของคุณ และบริบทที่เกี่ยวข้องหรือขั้นตอนการทดสอบ

สำหรับคำแนะนำโดยละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูคู่มือการสนับสนุนของเรา (เมื่อสร้างขึ้น) ซึ่งรวมถึงมาตรฐานการเขียนโค้ด คำแนะนำในการทดสอบ และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการมีส่วนร่วม

โครงสร้างโครงการ

ผู้ใช้ทั่วไป

• เครื่องมือ CLI ช่วยให้สามารถวิเคราะห์ คอมไพล์ จำลอง และสังเคราะห์ (ทดลอง) เพื่อสร้างรายการสุทธิ VHDL 1993 เขียนด้วยภาษา Ada และ C และรองรับแบ็กเอนด์ที่แตกต่างกันสามแบบ ซึ่งบางครั้งเรียกว่า ghdl_mcode , ghdl_gcc และ ghdl_llvm นี่คือจุดเริ่มต้นสำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่

• [ทดลอง] ghdl-yosys-plugin เป็นการบูรณาการของ GHDL เป็นโมดูลปลั๊กอินส่วนหน้าสำหรับ Yosys Open SYNthesis Suite ซึ่งใช้ไลบรารี libghdl (สร้างด้วย --enable-synth )

• ghdl-ls (ส่วนหนึ่งของ pyGHDL ดูด้านล่าง) ใช้ Language Server Protocol (LSP) ใน Python คุณสมบัติการวิเคราะห์ VHDL ที่จัดทำโดย GHDL นั้นเข้าถึงได้ผ่าน libghdl ซึ่งสามารถรวมเข้ากับโปรแกรมแก้ไขข้อความหรือ IDES เช่น Vim, Emacs, Atom หรือ Visual Studio Code ดู ghdl/ghdl-ภาษา-เซิร์ฟเวอร์

  • vscode-client เป็นส่วนขยายสำหรับ Visual Studio Code (VSC) เพื่อให้การสนับสนุนภาษาสำหรับ VHDL โดยการเชื่อมต่อ ghdl-ls

ผู้ใช้ขั้นสูง

• libghdl เป็นไลบรารีที่ใช้ร่วมกันที่รวมเอาชุดย่อยของคุณสมบัติปกติบวกกับคุณสมบัติบางอย่างที่จะใช้โดยเครื่องมือเสริม (เช่น pyGHDL ) สิ่งนี้ถูกสร้างขึ้นพร้อมกับ GHDL ปกติและรองรับทั้งโค้ดที่ไม่สามารถสังเคราะห์และสังเคราะห์ได้ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่สำหรับผู้ใช้ แต่สำหรับเครื่องมือที่สร้างขึ้นจากแกนหลัก เมื่อกำหนดค่าพร้อมกับ --enable-synth ไลบรารีแบบแบ่งใช้นี้จะมีคุณสมบัติการสังเคราะห์ด้วย

• pyGHDL เป็นอินเทอร์เฟซ Python สำหรับ libghdl ปัจจุบันมันถูกใช้โดย ghdl-ls เท่านั้น ; อย่างไรก็ตาม อาจมีประโยชน์สำหรับผู้ใช้ขั้นสูงที่ต้องการสร้างยูทิลิตี้ Python โดยใช้ GHDL มีความคืบหน้าในการรวม libghdl กับ pyVHDLModel (ดู pyGHDL.dom )

• [เลิกใช้แล้ว] ghdl_simul ซึ่งรองรับการจำลองการตีความ มีให้ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์และเพื่อการพัฒนา/การดีบักเท่านั้น มันช้ามากเมื่อเทียบกับการจำลองที่คอมไพล์ 'ปกติ' และคุณสมบัติบางอย่างไม่ได้รับการรองรับ