【SpinalHDL快速入门】5.3、SpinalHDL组织结构之function

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文章介绍了如何利用Scala函数生成硬件，不同于传统的VHDL/Verilog。示例包括将RGB颜色转换为灰度的函数以及定义包含ValidReadyPayload的总线，并展示了如何在总线上进行数据传输，还提供了一个连接到FIFO的例子。

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文章目录

1.1、简介

使用Scala function 生成硬件的方式与VHDL/Verilog有很大不同：

您可以在其中实例化寄存器、组合逻辑和组件。
您不必使用限制信号赋值范围的 process/@always 块。
一切都是通过引用传递，这使得操作变得容易。

例如，您可以将总线作为参数传递给函数，然后该函数可以在内部读取/写入总线。您还可以从Scala返回Component、Bus或任何其他内容。

1.2、RGB to gray

例如，如果您想使用系数将红/绿/蓝色转换为灰度，则可以使用函数来应用它们：

// Input RGB color
val r, g, b = UInt(8 bits)

// Define a function to multiply a UInt by a Scala Float value.
def coef(value: UInt, by: Float): UInt = (value * U((255 * by).toInt, 8 bits) >> 8)

// Calculate the gray level
val gray = coef(r, 0.3f) + coef(g, 0.4f) + coef(b, 0.3f)

1.3、Valid Ready Payload 总线

例如，如果您定义了一个带有Valid Ready Payload的简单总线，那么您可以在其中定义一些有用的函数。

case class MyBus(payloadWidth: Int) extends Bundle with IMasterSlave {
  val valid   = Bool()
  val ready   = Bool()
  val payload = Bits(payloadWidth bits)

  // Define the direction of the data in a master mode
  override def asMaster(): Unit = {
    out(valid, payload)
    in(ready)
  }

  // Connect that to this
  def <<(that: MyBus): Unit = {
    this.valid   := that.valid
    that.ready   := this.ready
    this.payload := that.payload
  }

  // Connect this to the FIFO input, return the fifo output
  def queue(size: Int): MyBus = {
    val fifo = new MyBusFifo(payloadWidth, size)
    fifo.io.push << this
    return fifo.io.pop
  }
}

class MyBusFifo(payloadWidth: Int, depth: Int) extends Component {

  val io = new Bundle {
    val push = slave(MyBus(payloadWidth))
    val pop  = master(MyBus(payloadWidth))
  }

  val mem = Mem(Bits(payloadWidth bits), depth)

  // ...

}