Простой бенчмарк HDL симуляторов (преранняя версия)
Для оценки скорости запускается симуляция софт-процессора PicoRV32 с программой вычисления первых 200 знаков числа Пи.
В папке source находятся исходники RTL и программы. Верхний модуль - testbench с
единственным входным сигналом clock. Генерация клока во внешнем модуле сделана для
совместимости с верилятором, который не позволяет генерировать клок в верилоге.
В папках test-* находятся скрипты для запуска бенчимарка на конкретном
симуляторе. Скрипты называются __build.sh (для сборки проекта) и __run.sh (для
запуска симуляции).
Скрипт run.sh запускает бенчмарк на всех симуляторах и сохраняет время исполнения в
файл results.txt. Можно запустить бунчмарк на одном симуляторе, для чего в
параметрах скрипта run.sh нужно указать папку с бенчмарком.
Результаты для 50 знаков Пи
- Xeon E5-2630v3 @ 2.40GHz
- Verilator 5.011 devel rev v5.010-98-g15f8ebc56
- Icarus Verilog 13.0 (devel) (s20221226-127-gdeeac2edf)
- ModelSim SE-64 2020.4 (Revision: 2020.10)
Время в миллисекундах:
test-iverilog: 210540
test-modelsim: 25555
test-verilator: 1289
Результаты для 200 знаков Пи
Вычисление 200 знаков на Icarus Verilog занимает непозволительно много времени, по
этому перед запуском всех бенчмарков рекомендую переименовать папку test-iverilog в
notest-iverilog.
Результаты для 200 знаков на том же процессоре:
test-iverilog: 3257116
test-xsim: 938296
test-modelsim: 359562
test-verilator: 20816
Предварительные результаты по симуляторам "Big 3"
Коллеги прогнали бенчмарк на Xcelium, VCS и Modelsim. Примерные оценки показали следующие результаты (приведено к скорости Xcelium):
test-verilator: 0.35
test-xcelium: 1
test-vcs: 1.37
test-modelsim: 5.95
test-xsim: 15.5
test-iverilog: 58
Конечно, нужно учитывать то, что Verilator - это cycle-accurate симулятор, и что он не поддерживает состояния X и Z.