事情是这样的，SoC工程师的一项典型工作就是集成。俗称连连看。
当然除了连连看还有一些集成级的代码需要设计，比如CRG，regfile，ahb/apb/local bus decoder，axi bus matrix/network等等。这些代码很多是有vendor提供工具生成，或者用脚本生成。集成工作我们前面介绍的GVim插件已经实现了自动化。总之就是能不手写代码就不手写代码。
因为只要是人手写就有可能出错，review不可能每一行都能review到，输入给代码生成脚本的文件一定是简洁明了，方便review的。而且一旦经过一次项目洗礼，后面就闭着眼睛用，一劳永逸。
那么今天给大家分享一个编写Python脚本生成一个ahb decoder的脚本。首先分析一下ahb decoder的原理。主要就两大部分。
第一部分就是slave的sel信号decoder。根据地址空间划分，选择选择不同的地址段。
第二部分是rdata和response信号的返回mux。
地址decoder部分是共用的。decoder和mux可以归纳出一些编码模版，即slave的数据量再增加，同一段代码模版可以复用，只是代码量增加。这种有固定套路的代码完全可以借助脚本生成。
规定一下脚本的输入文件形式，比如表格输入。
ahb decoder桥是1路ahb slave接口入，多路ahb master接口输出，表格中填写master接口输出名，起始地址段，结束地址段。这样review时候只需要review这个表格即可。
接下来是python脚本开发
安装pandas。用于表格处理。
sudoapt install python3-pipsudopip install pandas
缺啥库，再用pip安装即可。
接下来就开始生成代码，这类代码生成套路就是根据表格提供信息，打印代码模版替换其中的关键词。我把要生成的代码一行一行追加到一个列表中，然后再一行一行打印到一个新的.v文件中。
首先用pandas读取表格，根据输入的表格路径，sheet name，读取当前sheet的数据。
if para_list[2] == "dec_gen": df = pd.read_excel(para_list[0], sheet_name = para_list[1]) dec_corpus = df.values.tolist()print("\nall data:")print (df) dec_ser = pd.Series(dec_corpus)#print(dec_ser) dec_gen(para_list, dec_corpus, dec_ser)
pandas会处理成二维列表。
然后打开一个.v文件，文件名也是用户自己输入 。创建一个空列表，往里面塞代码。
fp = open(para_list[1]+".v", "w") print_line = []
给代码生成头文件，显得专业些。年份，日期，filename等自动匹配生成。
print_line.append("// +FHDR----------------------------------------------------------------------------") print_line.append("// Copyright (c) "+year+" SiliconPeasant.") print_line.append("// ALL RIGHTS RESERVED Worldwide") print_line.append("// ") print_line.append("// Author : "+user) print_line.append("// Email : ninghechuan@foxmail.com") print_line.append("// Created On : "+date1+" "+time) print_line.append("// Last Modified : "+date1+" "+time) print_line.append("// File Name : "+filename) print_line.append("// Description :") print_line.append("// ") print_line.append("// ---------------------------------------------------------------------------------") print_line.append("// Modification History:") print_line.append("// Date By Version Change Description") print_line.append("// ---------------------------------------------------------------------------------") print_line.append("// "+date1+" "+user+" 1.0 Original") print_line.append("// -FHDR----------------------------------------------------------------------------")
然后往列表里塞Verilog代码，固定的代码模版，直接输入，比如我们要生成的ahb decoder只有一组ahb slave接口，名字暂时固定，未开放给用户。
print_line.append("module "+para_list[1]+"(")print_line.append(" input hclk,")print_line.append(" input hresetn,")print_line.append(" //slave")print_line.append(" input ahb_s_hsel,")print_line.append(" input [31:0] ahb_s_haddr,")print_line.append(" input [1:0] ahb_s_htrans,")print_line.append(" input ahb_s_hwrite,")print_line.append(" input [2:0] ahb_s_hsize,")print_line.append(" input [2:0] ahb_s_hburst,")print_line.append(" input [3:0] ahb_s_hprot,")print_line.append(" input [31:0] ahb_s_hwdata,")print_line.append(" input ahb_s_hready_in,")print_line.append(" output reg [31:0] ahb_s_hrdata,")print_line.append(" output reg ahb_s_hready,")print_line.append(" output reg [1:0] ahb_s_hresp,")
接下来追加decoder输出的master的代码，根据表格第一列填写的数据，给输出的ahb master接口加上用户自定义关键词。
count = 0for dec_info in dec_corpus: count += 1 print_line.append(" //"+dec_info[0]) print_line.append(" output reg ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hsel,") print_line.append(" output reg [31:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_haddr,") print_line.append(" output reg [1:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_htrans,") print_line.append(" output reg ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hwrite,") print_line.append(" output reg [2:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hsize,") print_line.append(" output reg [2:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hburst,") print_line.append(" output reg [3:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hprot,") print_line.append(" output reg [31:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hwdata,") print_line.append(" output reg ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hready_in,") print_line.append(" input [31:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hrdata,") print_line.append(" input ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hready,") print_line.append(" input [1:0] ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hresp,")
追加decoder部分代码。根据地址高位产生一个index为选择slave。
print_line.append(" always @(*)begin")count = 0for dec_info in dec_corpus: start_addr_list = list(dec_info[1]) end_addr_list = list(dec_info[2]) #print(start_addr_list) #print(end_addr_list) start_dec_num = start_addr_list[2] end_dec_num = end_addr_list[2]if count == 0: print_line.append(" if(ahb_s_haddr[15:12] >= 4'h"+start_dec_num+" && ahb_s_haddr[15:12] <= 4'h"+end_dec_num+")")else: print_line.append(" else if(ahb_s_haddr[15:12] >= 4'h"+start_dec_num+" && ahb_s_haddr[15:12] <= 4'h"+end_dec_num+")") print_line.append(" addroutport[3:0] = 4'h"+str(count)+";") count += 1print_line.append(" else ")print_line.append(" addroutport[3:0] = 4'hf;")print_line.append(" end")
生成每个slave的sel decoder代码
count = 0for dec_info in dec_corpus: print_line.append(" 4'h"+str(count)+":begin") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hsel = 1'b1;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_haddr[31:0] = ahb_s_haddr;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_htrans[1:0] = ahb_s_htrans;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hwrite = ahb_s_hwrite;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hsize[2:0] = ahb_s_hsize;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hburst[2:0] = ahb_s_hburst;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hprot[3:0] = ahb_s_hprot;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hwdata[31:0] = ahb_s_hwdata;") print_line.append(" ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hready_in = ahb_s_hready_in;") print_line.append(" end") count += 1
生成rdata和response mux代码
print_line.append("\n")print_line.append(" always @(*)begin")print_line.append(" if(ahb_s_hsel)begin")print_line.append(" case(addroutport_d[3:0])")count = 0for dec_info in dec_corpus: print_line.append(" 4'd0:begin") print_line.append(" ahb_s_hrdata[31:0] = ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hrdata;") print_line.append(" ahb_s_hready = ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hready;") print_line.append(" ahb_s_hresp[1:0] = ahb_"+dec_info[0].lower()+"_hresp;") print_line.append(" end")print_line.append(" default:begin")print_line.append(" ahb_s_hrdata[31:0] = 32'h0;")print_line.append(" ahb_s_hready = 1'h1;")print_line.append(" ahb_s_hresp[1:0] = 2'h0;")print_line.append(" end")print_line.append(" endcase")print_line.append(" end")print_line.append(" end")
将列表中的文件，循环打印出到.v中，最后一行加上endmodule。
for line in print_line:#print(line) fp.write(line) fp.write('\n') fp.write('\n') fp.write('endmodule') fp.close()
最后再加一个help函数
defhelp(): print("############## help ####################") print("########################################") print("generate dec_gen module") print("xxb_decoder.py excel_path sheet_name dec_gen") print("########################################")
输入命令
使用说明，咱们就是说，就是一个专业配套齐全。
使用命令
python3 xxb_decoder.py ./ahb_dec.xlsx ahb_dec dec_gen
本篇只是提供一个思路，生成代码机制并不完善，地址译码逻辑暂时还有限制，不过照这个思路我们就可以生成很多代码了，只要它有规律就能生成。真正做到成为一个不写Verilog的芯片工程师。这个脚本的源代码和Excel文件放GitHub上了。感兴趣的朋友可以留言多多交流。
https://github.com/NingHeChuan/Silicon_Peasant/tree/master/script
最后
写Python的时候，有些奇妙的感觉，和Verilog的思维方式完全不同，一种久违的感觉，那种代码是一行一行的执行，出错debug，加很多print然后分析。最后调试出来后，是另外一种快乐。
