几个仿真时数据激励生成方法

设计总离不开仿真，SpinalHDL已经集成了仿真环境，作为软件“半调子”，在仿真时关于数据的生成与转换推荐几个方法。

byteArray2BigInt

仿真时我们的数据激励来源往往来自于文件或者自己构造的随机数。不同于C、C++语言，无论是Scala还是Java，其都不支持无符号数。而在逻辑电路设计里往往无符号数随处可见。如果我们的电路里有一个接口定义为：

val a=in UInt(8 bits)

当我们在仿真中如果采用下面的激励注入方式:

dut.io.a#=-1

那么将会给我们报错，a不接受负数。

回归数据类型的本质，无论是有符号数还是无符号数，其本质都是bit的集合，而无符号数有符号数只不过是语言本身的限制罢了。

像Axi4、Stream这些大位宽总线接口，512bit位宽数据对应着64字节数据。在仿真时，如果我们的数据存在于文件中，那么可以按ByteArray形式从文件中读取激励数据，此时可以通过下面的方法用于生成接口上的数据激励：

def ByteArray2BigInt(data:Array[Byte])={
  val buffer = data.reverse.toBuffer
  buffer.prepend(0.toByte)
  BigInt(buffer.toArray)
}

代码第二行做数组的reverse主要用于生成小尾端数据。如果需要大尾端则可以去掉reverse。第三行则避免生成的BigInt为负数。
通过上面的形式，可以很便捷的生成我们想要的数据格式：

IN:println(f"${ByteArray2BigInt(Array(-1,-2,-3).map(_.toByte))}%x")
Out:fdfeff

如此我们的测试源数据均可以按照ByteArray形式组织，通过该方法可以快速的生成测试激励数据。

BigInt2ByteArray

同样BigInt也可以生成对应的ByteArray：

def BigInt2ByteArray(data:BigInt,len:Int):Array[Byte]={
    val dataArray=data.toByteArray.reverse
    var length = scala.math.min(len, dataArray.length)
    var result = Array.fill[Byte](len)(0.toByte)
    for(i <- 0 until length)
      result(i) = dataArray(i)
    result
  }

方法的len指定数据对应的长度。可用于读取测试单元输出数据。

IN:println(BigInt2ByteArray(BigInt("fdfeff",16),3).toBuffer)
Out:ArrayBuffer(-1, -2, -3)

BigIntToListBoolean

该方法为spinal.lib.tool中所提供，可用于BigIntl生成对应的Boolean列表。在像仿真Axi4总线时对keep信号的分析比较有用。

import spinal.lib.tools.BigIntToListBoolean
  println(BigIntToListBoolean(BigInt("fe",16),8 bits))

将输出：

List(false, true, true, true, true, true, true, true)

Example

给出一个example:

DUT:

![Image]

testBench：

感兴趣的小伙伴不妨在此基础上添加下BigIntToListBoolean的使用测试

END

作者：玉骐
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/276sSzvZqYO2NuVrQzSPKA
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