背景
在使用 SpinalHDL 进行硬件描述时，开发者可能会遇到 OLD NETLIST RE-USED 相关的错误。这个错误通常在特定的代码组织方式下，尤其是在多次执行硬件生成（Elaboration）过程时出现。
报错信息
典型的报错信息如下：
[error] OLD NETLIST RE-USED : ??? : Bits[X bits]) is used to drive the spinal.core.internals.SwitchStatement@YYYYYYYY statement, but was defined in another netlist.
[error] Be sure you didn't defined a hardware constant as a 'val' in a global scala object.
[error] at path.to.your.Component.<init>(YourComponent.scala:LINE_A)
[error] at path.to.your.Generator$.$anonfun$main$N(YourGenerator.scala:LINE_B)
其中：
Bits[X bits] 指示了被重用的硬件常量类型及其位宽。spinal.core.internals.SwitchStatement@YYYYYYYY 或其他类似 SpinalHDL 内部结构，指出了该常量被用于何种硬件逻辑。YourComponent.scala:LINE_A 和 YourGenerator.scala:LINE_B 指出了错误发生的具体代码位置。
原因分析
SpinalHDL 在将 Scala 代码转换为硬件描述（如 Verilog）的过程中，会构建一个内部的硬件图（Netlist）。每一个硬件元素，例如一个 Bits 常量、一个寄存器或一个组合逻辑块，在这个图中都有其唯一的表示。
当使用 Scala 的 object 来定义硬件常量，并且这些常量通过 val 声明时，例如：
// 全局 Scala 对象
object MyConstants {
val MY_CONSTANT_A = B"0101" // B"..." 创建一个 Bits 对象
val MY_CONSTANT_B = U(7, 4 bits) // U(...) 创建一个 UInt 对象
}
class MyComponent extends Component {
val someLogic = Bits(4 bits)
switch(someLogic) {
is(MyConstants.MY_CONSTANT_A) { /* ... */ }
// ...
}
}
MyConstants.MY_CONSTANT_A 这个 Bits 对象在 MyConstants 这个 object 首次被 JVM 加载时创建，并且在整个 JVM 的生命周期内是同一个实例。
如果在一个 JVM 实例中多次执行 SpinalHDL 的硬件生成过程（例如，在测试套件中多次实例化并编译同一个组件，或者在 IDE/SBT 中反复运行生成脚本而没有重启 JVM），SpinalHDL 会尝试将同一个 MyConstants.MY_CONSTANT_A 实例用于构建新的硬件图。
在我的具体场景里：
object DecoderGen {
import spinal.core.sim._
def main(args: Array[String]) {
SpinalConfig(
defaultConfigForClockDomains = ClockDomainConfig(resetKind = ASYNC)
).generateVerilog(new Decoder())
// To test with a specific instruction:
SimConfig.withWave.compile(new Decoder).doSim { dut =>
...
}
}
这里 generateVerilog 和 compile 分别执行了一次生成。
SpinalHDL 的设计哲学不允许同一个硬件节点实例被用于多个独立的硬件图（Netlist）。这是因为每个硬件图都应该有其自己独立的节点集合。当检测到这种情况时，就会抛出 OLD NETLIST RE-USED 错误，提示开发者硬件常量可能在全局对象中被定义为 val。
解决方案
解决此问题的核心在于确保每次 SpinalHDL 进行硬件生成时，所使用的硬件常量都是新创建的实例，而不是重用之前生成过程中已存在的实例。
将全局 object 中定义硬件常量的 val 修改为 def：
// 全局 Scala 对象
object MyConstants {
def MY_CONSTANT_A = B"0101"
def MY_CONSTANT_B = U(7, 4 bits)
}
class MyComponent extends Component {
val someLogic = Bits(4 bits)
switch(someLogic) {
is(MyConstants.MY_CONSTANT_A) { /* ... */ } // 每次调用 MyConstants.MY_CONSTANT_A 都会创建一个新的 Bits 实例
// ...
}
}
解释：
- 当使用
def 定义时，MyConstants.MY_CONSTANT_A 不再是一个预先计算好的 Bits 实例。
- 相反，每次在代码中引用
MyConstants.MY_CONSTANT_A 时，def 后面的表达式 B"0101" 会被重新求值，从而创建一个全新的 Bits 对象实例。
- 这样，在每次 SpinalHDL 的硬件生成过程中，
switch 语句或其他逻辑中使用的都是一个专属于当前生成过程的新 Bits 实例，避免了对旧 Netlist 中节点的重用。
通过这种修改，可以有效避免 OLD NETLIST RE-USED 错误，确保硬件生成过程的正确性和独立性。
