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June 24, 2023
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Transcript
Veryl 新しいハードウェア記述言語 PEZY Computing 初田 直也
自己紹介 名前:初田 直也 dalance @ GitHub 所属:PEZY
Computing スーパーコンピュータ向けのプロセッサLSIの設計 SystemVerilogを全面的に使用中 OSS活動 SystemVerilog向けツール sv-parser/svlint/svls Google Open Source Peer Bonus貰った SystemVerilog Test Suiteへの貢献に対して
本題の前に svlintの宣伝 https://github.com/dalance/svlint SystemVerilog用のlinter もともとは社内CIで回すためのlinterとして開発
語る会(16)で紹介したSystemVerilogパーサの成果物 最近は某欧州のチップベンダーの中の人が積極的に開発中 ドキュメントなど大量に書いていただいた language serverでエディタ編集中にリアルタイムでチェックできる https://github.com/dalance/svls
Veryl SystemVerilogの代替となる新しいHDLを開発中 https://github.com/dalance/veryl
なぜ新しくHDLを作るのか? SystemVerilogへの不満 既存のAlt-HDLへの不満
SystemVerilogへの不満 構文が複雑であいまい SystemVerilogパーサ実装がとても大変 sv-parser では45000行くらい書いた 意味解析までしないと確定しない部分がある
有償のEDAツールですら完全な実装はできていない 各ツールのバグ回避のための記述を探索する羽目に 言語機能の不足 それほど困ってはいない 「あると便利なのに」程度のものはいくつか parameterized function
Alt-HDLへの不満 既存のプログラミング言語の内部DSL Chisel(Scala)やMyHDL(Python)など HDLとして自然な構文にできない ビット幅指定の数値リテラル
信号の方向 Verilogへのトランスパイラ 高度なデータ構造がフラットな変数群に分解されてしまう 生成されたVerilogの可読性が悪い RTL-Simでの波形デバッグが煩雑 元ソースとVerilogソースの対応付けが困難 ECOに伴う等価性検証などのフローに対応できない
新言語を作ろう いい感じのパーサジェネレータを見つけたので実装してみることに 「Parolというパーサ生成ツールがすごい」 https://zenn.dev/ryo33/articles/26f87f776b4bfa HDL Advent
Calendar 2022の記事でネタ出し 「新しいHDL(ハードウェア記述言語)を考える」 https://zenn.dev/dalance/articles/17017b7b95b2ca 2022年末実装開始 1週間ほどでプロトタイプ実装 Rustエコシステムの恩恵 年明けからGitHub上で構文の検討など @taichi-ishitaniさん、@ryuzさんと 最近は仕事が忙しいのであまり触れていない…
新言語の方針(1/3) シンプルな構文 LL(k)で構文解析可能にする k個(現時点で3)のトークン先読みで構文確定 パーサジェネレータの制約だが、シンプルさを保つために結果的には良かった
プリプロセッサマクロなし マクロはエディタの表示と実際の構文木が一致しなくなる language serverの実装が困難に SystemVerilog/Rustベースの構文 キーワードなどはSystemVerilogをベースにする 構文はRustなど最近の言語での知見を活かす
新言語の方針(2/3) SystemVerilogと(ほぼ)同じセマンティクス module/interface/packageなど意味的には同じ 単に構文を変えただけ 以下のようなことができるようになる
可読性の高いSystemVerilogを生成する 既存のSystemVerilogソースコードとの相互運用 将来的には一部拡張するかも
新言語の方針(3/3) 言語組み込みの開発ツール linter formatter SystemVerilogで実装できなかったものの1つ
特に縦方向のalignをうまくやりたい HDLの並列性は縦方向に現れることが多い気がする language server 補完や定義ジャンプなど高機能なもの パッケージマネージャ ドキュメント自動生成
現在の状況 出来ているもの 基本的な構文 とりあえず合成可能記述はだいたいカバーできている linter/formatter/language server
パッケージマネージャ gitからの依存関係解決 SemVerによるバージョン解決 ドキュメント自動生成 言語リファレンス(一部) 検討中のもの 組み込みテスト (プリプロセッサでない)マクロ Generics
構文の紹介 https://dalance.github.io/veryl/book