BerkeleyLab Bedrock：为 FPGA 与加速计算打造的开源基石

简介

Bedrock 是由 Lawrence Berkeley National Laboratory（LBNL）多年累积的一套开源 Verilog 代码库，旨在把可移植的数字与射频模块快速带到 FPGA 平台（如 Xilinx）上。项目包含平台无关的 Verilog 源码、仿真环境、板级支持以及将设计综合、实现并生成 bitstream 所需的脚本与约束。它更像一套工程级参考实现集合，而不是单一的示例工程，适合用于研究原型、教学与工程开发。

代码组织（主要子目录）

dsp：平台无关的数字信号处理模块及 testbench（例如 DDS、上/下变频、CIC 滤波器、低/高通滤波器、混频器等）。

cordic：独立的 CORDIC Verilog 实现，支持多种工作模式（可在编译时或运行时选择）。

rtsim：射频系统的实时仿真组件，包括谐振腔、电/机电模式、ADC、电缆、压电器件等，用于在上板前做系统级仿真。

cmoc：RF 控制器的 Verilog 实现，可连接真实 ADC 或 rtsim 仿真模块，支持软硬件协同验证。

badger：在 FPGA fabric 中运行的实时以太网/IPv4/UDP 报文响应核心。

fpga_family：针对不同 FPGA 家族的约束文件与 vendor 特性钩子（hooks）。

localbus：项目内部广泛使用的片内 localbus（总线）规范与文档。

board_support：板级引脚映射与板相关配置文件。

projects：若干已实例化的工程，能被编译、综合并生成可下板的 bit 文件（覆盖不同板卡/平台）。

构建、仿真与工具链

开发环境：面向 *nix 系统（Linux/macOS），构建与自动化以 GNU Make 为中心。

仿真工具：默认使用 iverilog 进行仿真；部分模块开始支持并使用 Verilator。

综合 / 实现：主要以 Xilinx 工具链为主，部分模块或示例也正在支持开源工具链（如 Yosys）。

持续集成：仓库接入 GitLab CI，提交后会自动运行基于仿真的回归测试，降低破坏性改动风险。可在本地通过 selftest.sh 运行一套子集测试以重现部分 CI 步骤。

命令行自动化与图形化操作并存

Bedrock 借助传统的 *nix 工具（make、grep、shell、python）实现强自动化能力，方便脚本化构建、生成接口、代码骨架等。不过在以下情形，图形化界面仍然有用：查看综合或实现后的电路图、手动调整布局/约束、定制厂商 IP 等。

为此，Bedrock 会把厂商相关的生成文件放到合成目录中的 _<VENDOR_NAME> 子目录（例如 _xilinx），这样可以在自动化流程之外，直接用厂商工具打开该项目，例如在 Vivado 中打开：

vivado <PROJECT_DIRECTORY>/_xilinx/<TOP_LEVEL_DESIGN_NAME>/<TOP_LEVEL_DESIGN_NAME>.xpr

其中 <PROJECT_DIRECTORY> 是你运行 make 的目录，<TOP_LEVEL_DESIGN_NAME> 为 bitstream 名称（不含 .bit 扩展名）。

开发与贡献

项目提供了一套基本的贡献指南（见仓库 “On contributing”），并通过 CI 保证提交的质量。欢迎通过 fork/PR 的方式提交补丁、测试或文档改进。项目采用开源许可证（详见仓库 LICENSE 文件），在贡献前建议先阅读许可条款。

项目文档

https://berkeleylab.github.io/Bedrock/

项目地址

https://github.com/BerkeleyLab/Bedrock/tree/master/projects