Accélérez vos simulations VHDL avec Verilator

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Hackable
Numéro
45
Mois de parution
novembre 2022
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Résumé

Dans un précédent article, nous avons présenté le simulateur Verilator. C’est un simulateur un peu particulier qui convertit le modèle HDL en une classe C++. Le banc de test est ensuite écrit sous la forme d’un programme en C++. Nous avons montré qu’avec cette méthode, on accélère énormément la simulation. Le problème de Verilator, c’est qu’il cible le langage Verilog. Or, l’industrie utilise également le VHDL comme standard de description matériel. Nous allons voir dans cet article qu’il est tout de même possible d’utiliser Verilator avec du VHDL grâce au couple de logiciels Yosys et GHDL. Nous en profiterons pour comparer trois méthodes de simulation, une avec GHDL, une avec NVC et enfin avec Verilator.


Le monde du gateware n’est pas partagé de manière équitable entre le Verilog et le VHDL. Le langage Verilog domine clairement dans les projets open source. L’utilisation du VHDL n’est cependant pas négligeable, et c’est un langage très apprécié par l’industrie spatiale et militaire. Le VHDL est également le langage enseigné par défaut en France et très utilisé en Europe.

Par conséquent, beaucoup de projets se retrouvent à mixer les deux langages dans un même FPGA. Cela ne pose généralement pas de problème à la synthèse, car la plupart des logiciels (constructeurs) gèrent les deux. Cela pose déjà plus de problèmes lorsque l’on souhaite simuler. Car il existe bien des simulateurs libres pour le Verilog et des simulateurs libres pour le VHDL, mais ils sont tous exclusifs. De plus, il n’existe pas d’équivalent à Verilator pour le VHDL pour accélérer la simulation.

Verilator vhdl figure 01

Figure 1

Ce que nous allons voir ici, c’est qu’il est...

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Verilator, le simulateur Verilog le plus rapide du monde

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Hackable
Numéro
43
Mois de parution
juillet 2022
Spécialité(s)
Résumé

Concevoir des composants numériques en Verilog passe nécessairement par la simulation. Pour simuler du Verilog, il existe un logiciel open source nommé Icarus qui remplit bien sa fonction. Il existe également des simulateurs non libres qui sont généralement plus performants. Mais tous ces simulateurs ont le même défaut, ils sont lents. Verilator est un simulateur un peu particulier qui se concentre sur la partie synthétisable du Verilog et génère un objet C++ que l’on va simuler au moyen d’un programme écrit dans ce même langage. Cette approche permet un gain de l’ordre d’une trentaine de fois plus rapide qu’Icarus dans l’exemple que nous allons voir. Il est également nettement plus rapide que tous les simulateurs commerciaux.

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Numéro
42
Mois de parution
mai 2022
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Hackable
Numéro
40
Mois de parution
janvier 2022
Spécialité(s)
Résumé

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