從有限狀態(tài)機(jī)圖片直接生成SV代碼

在當(dāng)今快節(jié)奏的世界中，半導(dǎo)體設(shè)計的創(chuàng)新是一項永恒的需求。對更快、更準(zhǔn)確、更創(chuàng)新的解決方案的需求為探索生成式人工智能（#GenerativeAI）在半導(dǎo)體設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域的潛力鋪平了道路。能做到嗎？當(dāng)然可以！在本系列文章中，我們將深入探討令人興奮的實驗，展示生成式人工智能如何徹底改變半導(dǎo)體設(shè)計。

實例 1 - 從 FSM 圖到 SV 代碼

第一個實驗通過將有限狀態(tài)機(jī) (FSM) 圖轉(zhuǎn)換為 SystemVerilog (SV) 代碼，展示了生成式人工智能的非凡能力。

在本例中，谷歌的生成式人工智能模型--BARD 被用來生成一個自動售貨機(jī) FSM 的 SystemVerilog 實現(xiàn)。

狀態(tài)機(jī)圖片：

代碼如下：

// Vending machine FSM
// Disclaimer: This code is not tested for correctness


module vending_machine (
  input clk,
  input reset,
  input coin_inserted,
  input product_selected,
  input product_dispensed,


  output reg dispense_product,
  output reg return_coin
);


  // Define the states
  localparam [2:0] IDLE = 3'b000;
  localparam [2:0] COIN_INSERTED = 3'b001;
  localparam [2:0] PRODUCT_SELECTED = 3'b010;
  localparam [2:0] PRODUCT_DISPENSED = 3'b011;
  localparam [2:0] OUT_OF_STOCK = 3'b100;


  // Define the registers
  reg [2:0] current_state;


  // Transition logic
  always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
      current_state <= IDLE;
    end else begin
      case (current_state)
        IDLE: begin
          if (coin_inserted) begin
            current_state <= COIN_INSERTED;
          end else begin
            current_state <= IDLE;
          end
        end
        COIN_INSERTED: begin
          if (product_selected) begin
            current_state <= PRODUCT_SELECTED;
          end else begin
            current_state <= COIN_INSERTED;
          end
        end
        PRODUCT_SELECTED: begin
          if (product_dispensed) begin
            current_state <= PRODUCT_DISPENSED;
          end else if (out_of_stock) begin
            current_state <= OUT_OF_STOCK;
          end else begin
            current_state <= PRODUCT_SELECTED;
          end
        end
        PRODUCT_DISPENSED: begin
          current_state <= IDLE;
        end
        OUT_OF_STOCK: begin
          current_state <= IDLE;
        end
      endcase
    end
  end


  // Output logic
  always @(posedge clk) begin
    case (current_state)
      PRODUCT_DISPENSED: begin
        dispense_product <= 1'b1;
      end
      default: begin
        dispense_product <= 1'b0;
      end
    endcase
  end


  always @(posedge clk) begin
    case (current_state)
      OUT_OF_STOCK: begin
        return_coin <= 1'b1;
      end
      default: begin
        return_coin <= 1'b0;
      end
    endcase
  end


endmodule

有限狀態(tài)機(jī)在芯片設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用，以下是生成式人工智能如何發(fā)揮關(guān)鍵作用：

提高生產(chǎn)力：有了生成式人工智能，創(chuàng)建和更新圖表變得輕而易舉。設(shè)計人員現(xiàn)在可以專注于高級概念，讓人工智能來做基礎(chǔ)工作。這不僅加快了開發(fā)過程，還能在需要更改設(shè)計時迅速進(jìn)行迭代。

更高的準(zhǔn)確性：FSM 已經(jīng)成為硬件設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化工具。生成式人工智能模型經(jīng)過大量數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練，能夠熟練地將這些圖表轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的 SV 代碼。減少了人為錯誤，提高了代碼質(zhì)量。

提高創(chuàng)新能力：生成式人工智能的速度和準(zhǔn)確性為快速探索新的設(shè)計理念打開了大門。設(shè)計人員可以利用各種 FSM 圖表進(jìn)行頭腦風(fēng)暴和實驗，從而推動創(chuàng)新。這種靈活性使每一代半導(dǎo)體器件都能更快地集成先進(jìn)功能。 雖然生成式人工智能前景廣闊，但必須謹(jǐn)慎行事。生成的代碼不一定總是完美的。在將人工智能生成的代碼部署到生產(chǎn)環(huán)境之前，設(shè)計人員必須對其進(jìn)行審查和嚴(yán)格測試。徹底的驗證過程對于確保最終半導(dǎo)體設(shè)計的可靠性和功能性至關(guān)重要。

審核編輯：湯梓紅