基于SystemC的网络处理器体系结构建模方法

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基于SYSTEM C的FPGA设计方法

基于SYSTEM C的FPGA设计方法
胡玲娜;张小军;邓鸿威
【期刊名称】《今日电子》
【年(卷),期】2003(000)012
【摘要】随着VLSI的集成度越来越高,设计也越趋复杂.传统的设计方法如原理图输入、HDL语言描述在进行复杂系统设计时,设计效率往往比较低.特别是在算法由软件转化为硬件的环节上,传统的设计方法的效率不是很高,设计者往往要耗费大量的时间和精力手工进行算法的转化.为解决这些问题,一种新的系统级的设计方法SYSTEM C被提出.SYSTEM C是一种方法,也是一个C++库,用SYSTEM C可以很方便地实现一个软件算法的硬件实现,以及完成一个系统级的设计.
【总页数】4页(P23-26)
【作者】胡玲娜;张小军;邓鸿威
【作者单位】西安电子科技大学电子工程学院;西安电子科技大学电子工程学院;西安电子科技大学电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN4
【相关文献】
1.Pigeon Point Systems付运基于Actel Fusion混合信号FPGA的ATCA入门级工具套件 [J],
2.一种基于空管S模式机载应答机FPGA编译码软件的安全性设计方法 [J], 刘嘉
3.基于FPGA的在线重构设计方法 [J], 王伟伟;闫新峰;修展;徐进;张甜
4.基于国产FPGA的网络平台跨时钟域设计方法 [J], 贾永兴;杨宏;刘文慧;陈明;滕杰
5.基于FPGA的加速器设计方法研究 [J], 卢敏
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[硬件描述语言]基于SYSTEM C语言的FPGA设计方法

[硬件描述语言]基于SYSTEM C语言的FPGA设计方法摘要：随着VLSI的集成度越来越高，设计也越趋复杂。

传统的设计方法如原理图输入、HDL语言描述在进行复杂系统设计时，设计效率往往比较低。

特别是在算法由软件转化为硬件的环节上，传统的设计方法的效率不是很高，设计者往往要耗费大量的时间和精力手工进行算法的转化。

为解决这些问题，一种新的系统级的设计方法SYSTEM C被提出。

SYS TEM C是一种方法，也是一个C＋＋库，用SYSTEM C可以很方便地实现一个软件算法的硬件实现，以及完成一个系统级的设计。

关键词：System C；硬件描述语言；FPGA一、概述随着VLSI的集成度越来越高，设计也越趋复杂。

一个系统的设计往往不仅需要硬件设计人员的参与，也需要有软件设计人员的参与。

软件设计人员与硬件设计人员之间的相互协调就变的格外重要，它直接关系到工作的效率以及整个系统设计的成败。

传统的设计方法没有使软件设计工作与硬件设计工作协调一致，而是将两者的工作割裂开来。

软件算法的设计人员在系统设计后期不能为硬件设计人员的设计提供任何的帮助。

同时现在有些大规模集成电路设计中往往带有DSP Core或其它CPU Core。

这些都使得单纯地用原理图或硬件描述语言来设计、仿真这么复杂的系统变得十分困难。

System C就是在这些矛盾的背景下提出的。

它的出现为复杂的系统设计提供了一条有效的解决途径。

System C是由Synospy Inc.提出的，目前最新的版本为V2.0。

它提出的目的就是以一种系统设计的思想进行系统设计。

它将软件算法与硬件实现很好的结合在一起，提高了整个系统设计的效率和正确性。

System C是一个C++库，也是一种使设计者可以有效地设计出一个软件算法的准确循环模型，硬件结构以及系统级设计的方法。

设计者可以用System C开发工具或在标准C++开发工具中加如System C库制作系统级模型，快速地仿真和优化设计，以及研究不同的算法，并且为硬件和软件设计人员提供一个设计系统的可执行规范。

基于SystemC的片上网络系统级建模研究

基金项目:湖南省自然科学基金(03JJY3103)收稿日期:2006-09-04　修回日期:2006-09-18 第24卷　第10期计　算　机　仿　真2007年10月文章编号:1006-9348(2007)10-0307-04基于SystemC 的片上网络系统级建模研究饶永,徐成(湖南大学计算机与通信学院,湖南长沙410082)摘要:传统的硬件描述语言不适合复杂的基于片上网络的SoC 系统级建模,作为IEEE 标准的SystemC 语言,比已有的HDL 语言在系统级建模与软硬件协同设计方面具有优势,更适合于SoC 系统级建模。

文中讨论了片上网络特点,分析了SystemC 适应于片上网络建模的优点,并使用SystemC 构建了一个片上网络的系统级仿真模型。

该片上网络采用环行拓扑,基于存储-转发的路由,由链路和路由器构成。

该模型可以方便地完成对片上网络多个参数进行修改,完成性能验证。

关键词:片上网络;系统建模语言;系统建模;片上系统中图分类号:TP39119 文献标识码:ASystem L evel M odeli ng of Network -on -Ch ip Ba sed on System CRAO Yong,XU Cheng(School of Computer and Communication,Hunan University,Changsha Hunan 410082,China )ABSTRACT:The traditional HDL is not fit for system modeling of SoC (System on Chip )based on the Net work -on -Chip.The IEEE 1666SystemC standard ,as a new system level language,is more suitable for system -level moceling than HDL.The paper describes the features of the net work -on -chip,analyzes the adap tability of system modeling in SystemC of a net work -on -chip,and constructs a system model of the net work -on -chip.The net w ork -on -chip,with a muti -ring topology and store -and -for ward routing,is for med by routers connected by links .U sing this system model can easily evaluate the perfor mances by modifying the parameters of it .KEYWO RD S:Net works on chip (NOC );SystemC;System modeling;S OC1　引言基于片上网络的复杂SoCs 电子系统的设计需要使用先进的系统级描述语言对其进行描述,以选择合适的系统架构、进行软硬件划分、算法仿真等等。

uestc微处理器体系结构嵌入式系统设计第3章微处理器体系结构

③ 执行指令：根据分析指令时产生的“操作命令”形成相应
的操作控制信号序列，通过运算器、存储器及输入/输出设备
的执行，实现每条指令的功能，其中包括对运算结果的处理
以及下条指令地址的形成。
*
7/86
微处理器的基本结构
冯· 诺依曼机：
5大部件存储程序串行单顺序
数据通路
CPU的RTL描述：
数据通路
补充题(选作）
1、有一条4个段的线性流水线，各段的执行时间分别为50ns、 50ns、100ns、200ns。
（1）连续向流水线输入6条指令，画出指令执行的时-空图，求该流水线的实际吞吐率和效率。注意计算时需写出步骤。
（2）该流水线的瓶颈在哪一个段？请采用两种不同的措施消除此瓶颈，画出两种改进方法后执行6条指令的时1. 数据传输：将数据从一个地方（源地址）复制到另一个
地方（目的地址），传输结束后源地址中的内容不变。数据传送范围： R->R、R->M、M->R或M->M I/O？数据传送宽度：一般为固定值（如8、16或32bit），其它
宽度的数据传送一般可通过软件移位和合并操作来实现。
② 操作控制：按照指令执行过程及指令约定功能的需求
产生各种操作控制信号。
③ 时序控制：能够在适当的时间(时刻)使相应操作控制
信号有效，并保持所需的时长。
④ 数据加工：对数据进行算术和逻辑运算处理。
⑤ 中断处理：程序执行过程中应能够及时处理出现的
I/O操作请求及异常情况。
CPU最基本的功能
CPU的作用是协调和
比例尺寻址方式
scaled addressing mode
位移量寻址+ 指数寻址+ 自增/自减寻址

MIPS 处理器的SystemC 实现_孙伟斌.pdf

MIPS 处理器的SystemC实现学号：1060379012 孙伟斌 B0603791前言这篇文档讲述了如何使用SystemC来实现一个多周期的流水MIPS处理器。

通过对MIPS处理器的五步进行描述，本文详细阐述了作业中的SystemC实现如何来构建者五步流水中的每一个细节。

对于流水中的一些问题，如Hazard等的处理，本文中也在讲述流水实现时作了具体的解释。

作业中使用SystemC2.1来实现一个MIPS的逻辑仿真。

第一节 SystemC概述SystemC是一个C++库，里面定义了一系列的类，用来对系统进行建模，SystemC主要是对系统进行逻辑验证。

工业中构建芯片或系统，可以先使用SystemC来建立它的逻辑模型，经过各方面验证正确后可以进行实际设计。

SystemC构建的系统是由Module构成的，Module就是系统的各个模块，模块可大可小，而模块与外界交互的通道是Port，端口。

端口负责输入输出，就像我们的I/O端口一样。

模块内部的处理流程被构建为一个SC_METHOD，输入的数据经过其加工作为输出。

而模块之间通过Signal，信号来进行连接，我们看线路图上的连线，就可以认为是SystemC中的Signal。

我们使用SystemC来构建MIPS，就是用模块来模拟CPU的各个部件，用端口来模拟部件的输入输出，用信号来模拟部件之间的连线。

第二节 MIPS架构这一节来介绍要模拟的MIPS的架构图。

MIPS是一个RISC处理器，因此David Patterson的教材中提到的一个典型的MIPS的特性都体现在我们要实现的CPU中，我们参考李亚明的设计来实现MIPS：这个设计实现的是一个五级流水的MIPS，这五个步骤分为IF、ID/Reg、EXE、MEM与WB阶段，是一个简单的流水设计。

我们在这个系统上不仅实现了流水，还实现了解决Data Hazard的Forwarding以及解决Control Hazard的Delayed Branch技术。

基于SystemC和Cocentric System Studio设计平台的SoC设计

基于SystemC和Cocentric System Studio设计平台的
SoC设计
邬斌浩;杜占坤;孙承绶
【期刊名称】《半导体技术》
【年(卷),期】2004(29)4
【摘要】SystemC是一种基于C++的新型的描述语言。

基于SystemC的软硬件协同设计比传统设计方法更加灵活。

Cocentric System Studio(CCSS)是Synopsys公司推出的基于SystemC的系统开发和模拟工具。

本文讨论了利用CCSS平台和SystemC语言进行设计、仿真和调试的方法。

【总页数】6页(P77-82)
【关键词】SystemC;软硬件协同设计;Cocentric;System;Studio;SOC
【作者】邬斌浩;杜占坤;孙承绶
【作者单位】复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN402
【相关文献】
1.在SoC设计中用SystemC虚拟平台预览USB的性能 [J], Kshitiz Jain;Rohit Jindal;Bhuvan Middha;Rob Smart
2.基于SystemC的SoC行为级软硬件协同设计 [J], 张奇;曹阳;李栋娜;马秦生
3.SoC中基于OCP-SystemC的虚部件库设计研究 [J], 夏新军;陈吉华
4.基于SystemC的SoC系统级设计方法 [J], 刘金伟;方林波;黄樟钦;侯义斌
5.轻松入门 SoC产品软硬件系统雏型设计使用HAT SoC Sw/Hw Interface Automation Studio [J], 陈泽民
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基于SystemC的网络处理器仿真系统

：Ｔ，ＡｂｓｔｒａｃｔｏｉｍｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆｍｏｄｅｌｉｎｎｅｔｗｏｒｋａｍｏｄｅｌｉｎｆｒａｍｅｗｒｏｋｉｓｂｕｉｌｔｂｕｓｉｎＣ＋＋ｔｅｍｌａｔｅｒｏｃｅｓｓｏｒｐｙｇｇｙｇｐｐｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｅｔｈｏｄｃａｌｌ（ＩＭＣ）ｍｅｃｈａｎｉｓｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｅｎｄｅｎｃｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎｔｏｅｎｃａｓｕｌａｔｅＳｓｔｅｍＣ．Ｔｏｒｉｎｃｉｌｅ－ｍ－ｐｐｙｐｐ，，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｓｅｅｒａｔｅｌｄｅｃｏｕｌｅｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｒｏｃｅｓｓｏｒｐｙｐｐ，ｒｏｃｅｓｓｔｉｍｅｗｈｉｃｈｎｏｔｏｎｌｉｍｒｏｖｅｓｍｏｄｅｌｉｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｂｕｔａｌｓｏｅｎｈａｎｃｅｓｓｉｍｕｌａｔｉｎｓｅｅｄｂｄｅｃｒｅａｃｉｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｌｏｉｃｐｙｐｇｙｇｐｙｇｇ，ａｎｄｒｏｏｓｅｄｅｖｅｎｔ．Ｔｏｉｍｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｎｓｓｔｅｍ，ｕｎｉｔａｎｄｓｓｔｅｍｔｅｓｔｉｎｓｃｈｅｍｅｉｓａｎｄｔｈｅｓｓｔｅｍｔｅｓｔｉｎｐｐｐｙｇｙｙｇｙｇｃｏｍｌｅｔｅｓｂｅｉｎａｕｔｏｍａｔｅｄｂｓｔａｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎａｎｄａｃｈｉｅｖｅｓｔｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｂｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｆｉｌｅｃｏｍ－ｌａｔｆｏｒｍｐｇｙｇｐｇｙｐｍｕｎｉｃａｔｉｎｍｏｄｅｗｉｔｈｓｉｍｕｌａｔｉｎｓｓｔｅｍ．Ｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋａｎｄｔｅｓｔｉｎｓｃｈｅｍｅｃａｎｂｅｒｅｕｓｅｄｆｏｒｍｏｄｅｌｉｎａｎｄｔｅｓｔｉｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｇｇｙｇｇｇｒｏｃｅｓｓｏｒｓａｎｄａｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌａｌｉｅｄｔｏｅｎｉｎｅｅｒｉｎ．ｎｅｔｗｏｒｋｐｙｐｐｇｇ：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｒｏｃｅｓｓｏｒｒｏｃｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｌｏｉｃｉｎｔｅｒｆａｃｅｅｔｈｏｄｃａｌｌｓｉｍｕｌａｔｉｎｓｓｔｅｍ；ｔｅｓｔｓｃｈｅｍｅ－ｍ－ｐｐｇｇｙｙ

基于SystemView的数字通信系统的仿真设计

基于SystemView的数字通信系统的仿真设计引言通信的根本任务是远距离传输信息，准确地传输数字通信中的一个重要环节。

设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散波形来表示数字信息。

这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。

由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始，因而称为数字基带信号。

在某些有线信道中，数字基带信号可以直接传输，这种传输方式称为数字信号的基带传输；而在另外一些信道想，数字基带信号必须经过调制，将信号频谱搬移到高频段才能在信道中传输，然后在收端用解调器把信道中传输的已调信号还原成基带信号，这种传输方式称为数字信号的频带传输（或载波传输）。

基带传输包含着数字通信技术的许多问题，频带传输是基带信号调制后再传输的，因此频带传输也存在基带问题，基带传输的许多问题，频带传输同样需考虑。

如果把调制与解调过程看做是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。

理论上还可证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总可以由一个等效的基带传输系统来代替。

下面我们将介绍一些解决数字通信系统中的实际问题的一些方法。

第1章课程设计目的和要求及原理1.1 本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生掌握电路设计的基本思路和方法；（3）能提高学生对所学理论知识的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力和创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。

1.2 课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）学习SystemView仿真软件；（2）对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析；（3）提出系统的设计方案，选择合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行分析。

2）创新要求：在基本要求达到后，可进行创新设计，完善系统的性能。

3）课程设计论文编写要求：（1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文；（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等；（3）课程设计论文装订按学校统一要求完成。

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习ｓ习ｓ器体系结构建模方法ｙｔｅ
杨勃航张晓明王勇军
（国防科技大学计算机学院，长沙４０７）１０３
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摘要随着各种新的网络业务不断出现，网络处理器得到了日益广泛的应用。文章采用基于Ｓｓｍ的系统设计方ｙｔＣｅ
法，建一个用于网络处理器体系结构建模的平台。这个平台由一个可扩展的异构资源库和一个体系结构构造器组成。构设计者只需提交配置信息表，系结构构造器就能自动生成模型实例，到的模型可以方便地进行细化和性能评价。这体得种方法能够便捷地完成各种网络处理器的体系结构建模，于网络处理器的优化设计。便关键词网络处理器ＳｓｍＣ体系结构建模ｙｔｅ
文章编号１０ — ３１（０６０ — ０８０文献标识码Ａ０２８３－２０）７０９ — ４中图分类号Ｔ３３Ｐ９
ＡｙｔｍＣ－ａｅｏｅｉｇＭｅｈｄｌｇｆＳｓｅｂｓｄＭｄｌｎｔｏｏｏｙｏ
ＮｅｗｏｋＰｒｃｓｏｃｉｃｕｅｔｒｏｅｓｒＡｒｈｔｔｒｅ
ＹａｇＢｈｎＺａｇＸａｍｉｇＷａｇＹｏｇａｎｏａｇｈｎｉｏｎｎｎｊｎ
（ｃｏｌｏｏｐｔｃｅｃ，ａｏａＵｉｒｔｏｅｎｅＴｃｎｌｇ，ｈｎｓａ４０７）ＳｈｏｆＣｍｕｅＳｉｎｅＮｔｎｌｎｖｓｙｆＤｆｓｅｈｏｏｙＣａｇｈ１０３ｒｉｅｉｅ
ｌ引言
网络处理器（ＰＮｔｏｋＰｏｅｓｒ已经广泛用于各种网Ｎ。ｅｒｒｃｓｏ）ｗ络设备中，它同时具有处理速度和灵活性这两方面的优点。可用于多种网络协议处理环境中。支持多种服务类型。并目前的网络处理器设计主要采用ＳＣ（ｙｔｍｏｈ）ｏＳｓｎＣｉ的ｅｐ
并且通过分簇调整阶段节点的能量消耗大约降低了但本文在分析无线信道模型中假定了传感节点使用的是全向天线并且使用的是自由空间模型公式没有针对实际地形详细考虑路径损耗等因素的影响与实际系统的结果有一定差距
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