在當今快節奏的世界中，半導體設計的創新是一項永恒的需求。對更快、更準確、更創新的解決方案的需求為探索生成式人工智能（#GenerativeAI）在半導體設計開發領域的潛力鋪平了道路。能做到嗎？當然可以！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體設計。

實例 1 - 從 FSM 圖到 SV 代碼

第一個實驗通過將有限狀態機 (FSM) 圖轉換為 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 FSM 的 SystemVerilog 實現。

狀態機圖片：

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

有限狀態機在芯片設計中得到廣泛應用，以下是生成式人工智能如何發揮關鍵作用：

提高生產力：有了生成式人工智能，創建和更新圖表變得輕而易舉。設計人員現在可以專注于高級概念，讓人工智能來做基礎工作。這不僅加快了開發過程，還能在需要更改設計時迅速進行迭代。

更高的準確性：FSM 已經成為硬件設計的標準化工具。生成式人工智能模型經過大量數據集的訓練，能夠熟練地將這些圖表轉換為準確的 SV 代碼。減少了人為錯誤，提高了代碼質量。

提高創新能力：生成式人工智能的速度和準確性為快速探索新的設計理念打開了大門。設計人員可以利用各種 FSM 圖表進行頭腦風暴和實驗，從而推動創新。這種靈活性使每一代半導體器件都能更快地集成先進功能。 雖然生成式人工智能前景廣闊，但必須謹慎行事。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環境之前，設計人員必須對其進行審查和嚴格測試。徹底的驗證過程對于確保最終半導體設計的可靠性和功能性至關重要。

審核編輯：湯梓紅