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[其它] 第一章 SystemC基础知识(一)

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发表于 2016-3-31 20:49:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

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基于SystemC的高层次综合(HLS)技术已经开在美国和中国台湾地区并且有大量成功流片的实例,而关于HLS尚无一本书籍介绍该技术,本文稿将主要介绍Cadence的CTOS(C-to-Silicon)工具,在适当的地方也将介绍Synopsys的Cocentric System Studio,Mentro的catapult-C和Forte的Cynthesizer 。

作为本文稿的开篇,我们首先介绍SystemC的基础知识,或许你已经阅读过与SystemC主题相关的教程或者阅读过IEEE 1666-2011SystemC语言标准,但仍请你稍微留意本章,本章将主要结合CtoS工具讨论SystemC的可综合子集。

在本章中,我们将讨论到适于CtoS综合的代码风格,规范的代码风格将让CtoS获得最大的性能提升并且将错误降到最低。CtoS可以接受大部分的C++SystemC代码风格,如C++的模版,类,用户定义类型和一些指针用法;针对硬件,SystemCC++进行了扩展,包括对定义接口的方法进行标准化,增加了对整形数据类型的比特分割(bit-slicing)和对并发与进程通信的控制能力。

CtoS可以将输入代码转换为从快速的I/O周期精确仿真模型到可综合的Verilog RTL等各种抽象层次的模型。这些模型可以使用传统的逻辑综合工具和物理设计流程进行综合。

要进行这些转换,显然CtoS必然要对代码风格做一些限制,这样才能创建可预测且一致的结果。这其中大部分的限制就是CtoS必须可以静态决定期望行为,比如动态的创建对象就是不支持的,因为这在硬件实现中没有对应的结构,因此这样的代码必须从设计中去掉。

作为CtoS输入的任何设计都必须有且只有一个顶层sc_module。输入模型的接口必须是信号级的描述,即接口必须用sc_insc_out端口进行描述。对于TLM设计,基于事务的被测模型必须使用transactor进行实例化,由transactor实现事务到顶层的信号转换,关于TLM设计的更多讨论,我们将在后面章节展开。

如果设计是层次化的,即顶层sc_module包含一个乃至更多的进程或者包含其他的sc_module,这些进程或者sc_module之间进行通信会使用sc_signal或者TLM接口,而对内部进程的描述我们可以使用C++,也可以用SystemC

sc_module的构造函数不仅可以对声明为该sc_module成员的sc_module进行实例化,可以定义内部sc_module实例化成员之间的连接关系,而且还可以对定义在模块中的进程进行注册;当然sc_module的构造函数能做的事情还不仅于此,但是CtoS目前为止仅支持以上三种,在SystemC中,sc_siganl数据类型可以避免SystemC进程通信的竞争。


那么CtoS如何知道哪个sc_module是最顶层的module呢?答案之一是使用SC_MODULE_EXPORT宏,例如,我们将顶层的module使用SC_MODULE_EXPORT[1]宏进行声明,那么CtoS就知道该module是设计的最顶层module了;如果我们已经将最顶层sc_module实例化进了SystemC代码中,那么就不需要再显式的实例化一次,而可以在source_files属性中将实例化最顶层sc_moduleSystemC文件包含进去并且在top_module_path属性中设置最顶层sc_module的实例,如下面的代码段:

1.JPG

而在top_module模块中,实例化了一个名为sub_module的模块:

2.JPG

CtoS指定指定sub_module_inst为最顶层模块,我们可以将top_module_path属性设置为top_module.sub_module_inst  并将source_file属性设置为SystemC源文件列表。

注意到上面的代码段中出现了SC_MODULESC_CTOR,这其实是分别定义sc_module和构造函数的宏,接下来我们将讨论到这两个宏。



1 module和构造函数

1.1设计的基本单元module

作为最基本的综合单元,module其实就是一个C++类,该类继承自SystemCsc_module类。在定义module时我们可以使用SC_MODULE宏,如:

3.JPG

我们在定义module时使用的SC_MODULE是一个宏,其定义为:

4.JPG



注意到第一行的最后是反斜杠“\”,这表示一行写不下另起一行接于后面的续行符;另外module的类型是struct,在C++中我们已经知道struct也可以看成是class,但是不同的是如果struct中的成员不添加访问控制描述的话那默认就是public的,而在class中默认是private的,最后在module定义的最后不能忘记添加逗号“;”。

当然我们也可以使用如下的方式声明一个module

5.JPG

在本书中,我们使用SC_MODULE宏来定义module。


发表于 2016-9-26 16:19:22 | 显示全部楼层
大侠,请继续,非常好的内容!
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发表于 2016-9-26 20:10:44 | 显示全部楼层
顶顶顶顶
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发表于 2018-3-11 17:31:13 | 显示全部楼层
讲得很细,大赞
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发表于 2018-10-17 16:00:42 | 显示全部楼层
讲的很详细,楼主,用word保存发出来好吗
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 楼主| 发表于 2018-11-29 22:11:07 | 显示全部楼层
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发表于 2018-12-19 14:16:19 | 显示全部楼层
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发表于 2019-1-3 15:26:31 | 显示全部楼层
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发表于 2019-1-30 20:39:23 | 显示全部楼层
学习学习
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发表于 2019-4-3 18:55:12 | 显示全部楼层
大侠,请继续,非常好的内容!
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