Systemc_简介
SystemC在Turbo码实现和验证中的应用

SystemC在Turbo码实现和验证中的应用李源【摘要】在简述System C的设计方法和流程的基础上,针对SystemC在硬件芯片系统级设计和寄存器传输级设计的特点,以Turbo编码器为对象和开发目的,研究了SystemC基于寄存器传输级设计的可实现性,利用SystemC的模块化功能,通过分析Turbo编码器的结构与信号流图,进行建模仿真直到最后完成划分硬件模块与编程并在FPGA完成其实现与验证,充分证明了SystemC完全适用于基于寄存器传输级设计的IC应用.此外,此设计将系统级设计与寄存器传输级设计的工作合二为一,大大节省了开发的流程时间.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)005【总页数】4页(P163-166)【关键词】SystemC;Turbo;系统级设计;寄存器传输级;FPGA;测试平台【作者】李源【作者单位】上海交通大学,上海,200030【正文语种】中文【中图分类】TP2740 引言在传统硬件设计方法中,系统级设计(SLD)往往使用高级语言进行描述以实现各功能模块的算法,而在寄存器传输级(RTL)使用硬件描述语言如VHDL和Verilog HDL进行描述。
但随着深亚微米时代的到来,集成电路规模越来越复杂,为了实现较高层次如系统级的软件和硬件描述,较好地实现软硬件的协同设计,业界推出了SystemC语言,但是SystemC的优点并不仅仅是针对于此,而且还表现在它使得系统级设计和RTL级设计均可能在同一平台下完成。
本文主要针对SystemC可以像使用VHDL或者Verilog语言一样进行RTL级和行为级的建模的特点,讨论了基于SystemC RTL级设计的Turbo编码器的实现和验证,并在FPGA平台上进行其系统实现。
1 SystemC简介SystemC[1,2]是由开放性、非盈利性的SystemC联盟组织(Open SystemC Initiative,OSCI)推出的一种系统级设计和验证语言,SystemC是基于C++的建模平台,其本质是在C++的基础上添加了硬件扩展库和仿真核,支持EDA设计中的各个抽象层次,如寄存器级、行为级、系统级的建模,能够表达并发性、实时性、交互性等硬件模型的概念。
使用SystemC设计系统级芯的流程

使用SystemC设计系统级芯的流程介绍在芯片设计领域,SystemC是一种常用的硬件描述语言,可用于系统级设计。
本文将介绍使用SystemC设计系统级芯的流程,并通过列点的方式进行详细说明。
设计准备在使用SystemC进行系统级芯设计之前,需要做一些准备工作,包括: - 安装SystemC库:首先要确保在计算机上安装了SystemC库。
- 确定系统级芯需求:明确系统级芯的功能及性能要求。
- 设计规划:确定系统级芯的整体架构和模块划分。
SystemC设计流程使用SystemC设计系统级芯的流程可以分为以下几个步骤:1. 创建SystemC项目首先,在合适的目录下创建一个新的SystemC项目。
2. 创建初始框架在项目中创建初始的SystemC框架,该框架可以包含顶层模块和其他需要的子模块。
3. 抽象设计在SystemC中,通过抽象设计将系统级芯的功能划分为多个模块,每个模块负责一个特定的功能。
可以按照自顶向下的方式进行设计,先设计整个系统的顶层模块,再分别设计其下属的子模块。
4. 模块接口设计设计每个模块的接口,包括输入输出端口和信号通道。
根据系统级芯的功能需求,合理设计模块之间传递数据和控制信息的接口。
5. 模块实现根据抽象设计和模块接口设计的结果,开始实现每个模块的功能。
使用SystemC提供的语言特性和库函数来编写模块的行为和功能。
6. 仿真测试完成每个模块的实现后,进行系统级芯的仿真测试。
使用SystemC提供的仿真器,对整个系统进行功能验证和性能评估。
可以编写测试程序来模拟实际场景,验证系统级芯的正确性和性能。
7. 优化调试在仿真测试过程中,可能会发现一些问题或者性能瓶颈。
根据测试结果,进行优化和调试工作,并进行多轮的仿真测试,直到系统满足设计要求。
8. 集成部署当系统级芯的设计完成后,可以将其集成到整个硬件平台中。
根据具体的系统要求,进行硬件平台的集成和调试工作。
结论使用SystemC进行系统级芯的设计可以帮助我们快速构建复杂的芯片系统,并进行功能验证和性能评估。
SystemC资料2

#endif
1 一个“Hello,SystemC”实例
sc_main函数
// 主文件
// main.cpp #include "hello.h" int sc_main(int i, char* av[ ]){ hello h(―hello‖‖); //实例化模块
return 0; }
运行结果
第二部分
SystemC的基本语法
3
目的
掌握基本语法语义 了解SystmeC的语言架构 了解SystemC的语言能力 编程中容易出现的错误 养成良好的编程习惯
4
内容
1 一个“Hello,SystemC”实例
SC_MAIN()和全局函数
SystemC的仿真过程与时间模型 模块 端口和信号 时钟和时间模型 数据类型 进程
// trace file creation sc_trace_file *tf = sc_create_vcd_trace_file("Nand2"); sc_trace(tf,N2.A, "A"); sc_trace(tf,N2.B, "B"); sc_trace(tf,N2.F, "F"); sc_start(200);
#include <systemc.h> #include <math.h> SC_MODULE(nand2){ sc_in<bool> A,B; sc_out<bool> F;
void do_nand(){ F=!( A & B); };
SC_CTOR(nand2){ SC_METHOD(do_nand);//声明do_nand为进程 sensitive<<A<<B; } //这里是do_nand进程的敏感表 };
system c 编译

system c 编译SystemC是一种C++语言的扩展库,专门用于进行硬件描述和验证的系统级建模。
SystemC可以用来建立高层次的系统级建模,甚至可以用于高层次的软件建模。
SystemC可用于建立非常复杂和高效的硬件/软件混合系统建模。
在进行SystemC编译之前,需要先安装好SystemC开发环境。
一、安装SystemC开发环境1. 下载SystemC的源码包,解压到指定文件夹中;2. 打开终端,cd到SystemC的源码包中并执行configure命令;3. 等待configure命令执行完毕,执行make命令;4. 执行sudo make install命令,安装SystemC;5. 执行echo $SYSTEMC_HOME,确认环境变量已经设置。
二、新建SystemC工程1. 在工程所在路径下,新建文件夹存放工程文件;2. 使用文本编辑器新建top.cpp文件,编写SystemC代码;3. 使用文本编辑器新建Makefile文件,编写编译脚本;4. 执行make命令,编译SystemC工程。
三、编写top.cpp文件在编写top.cpp文件之前,需要先包含SystemC库头文件。
SystemC中最基本的结构是Module,通过Module可以创建C++类建立计算机系统的抽象,包括CPU、内存等各部分。
下面是一个简单的示例代码:#include "systemc.h"SC_MODULE(Top) // 定义Module{SC_CTOR(Top){SC_REPORT_INFO("INFO", "This is a Hello World SystemC simulation.\n");}};int sc_main (int argc, char* argv[]){Top top ("top"); // 实例化Modulereturn 0; // 模拟结束}代码中首先通过包含systemc.h库头文件来引入SystemC库。
systemc 手册

systemc 手册SystemC是一个用于系统级建模和仿真的开源库,它提供了一种用于描述和模拟硬件和软件系统的方法。
以下是一些SystemC手册的内容:一、SystemC概述SystemC是一个用于系统级建模和仿真的开源库,它提供了一种用于描述和模拟硬件和软件系统的方法。
SystemC可以用于验证硬件和软件系统的功能、性能和可靠性,以及进行系统设计和优化。
二、SystemC库SystemC库包含一组模块和接口,这些模块和接口可以用于构建复杂的硬件和软件系统模型。
SystemC库包括许多基本模块,例如门级元件、触发器、寄存器、算术逻辑单元等。
此外,SystemC还提供了一些高级模块,例如总线接口、内存接口、中断接口等。
三、SystemC建模SystemC建模是指使用SystemC库中的模块和接口来构建硬件和软件系统模型的过程。
SystemC建模可以使用文本编辑器或集成开发环境进行。
在建模过程中,需要使用SystemC语言来描述系统的结构和行为。
SystemC语言是一种基于C++的语言,它提供了许多用于描述硬件和软件系统的关键字和语法。
四、SystemC仿真SystemC仿真是指使用SystemC库中的仿真引擎来模拟硬件和软件系统模型的过程。
SystemC仿真可以用于验证系统的功能、性能和可靠性,以及进行系统设计和优化。
SystemC仿真引擎可以模拟系统的行为,并生成仿真结果,以便进行分析和调试。
五、SystemC应用SystemC可以应用于许多领域,例如通信、计算机、汽车电子等。
在通信领域中,SystemC可以用于构建通信系统的模型,并进行仿真和分析。
在计算机领域中,SystemC可以用于构建计算机系统的模型,并进行仿真和分析。
在汽车电子领域中,SystemC可以用于构建汽车控制系统的模型,并进行仿真和分析。
以上是一些SystemC手册的内容,如果您需要更详细的信息,请查阅相关的文档或联系我们。
systemc 多文件调用写法

系统级仿真是一种对硬件和软件系统进行建模和仿真的方法。
SystemC是一种用于系统级建模的C++库,它提供了一个高级抽象层,使得对于复杂系统的建模更加简洁和灵活。
在SystemC中,多文件调用是一种常见的写作方式,它可以使得代码更加模块化、可维护和可重用。
我们需要明确多文件调用的写法对于SystemC的意义和作用。
在SystemC中,一个复杂的系统往往需要被分解成多个模块,每个模块负责实现特定的功能。
为了提高代码的可读性和可维护性,通常会将每个模块单独编写成一个文件,这就是多文件调用的出发点。
通过多文件调用,不同的模块可以相互独立地进行编译和调用,大大减少了代码重复和冗余,提高了代码的可重用性和可维护性。
我们需要了解多文件调用的具体写法。
在SystemC中,多文件调用的写法遵循C++的写作规则,需要使用头文件和源文件进行模块的定义和实现。
在头文件中声明模块的接口和结构,然后在源文件中实现模块的具体功能。
通过合理的分工,可以将不同的模块分别编写到不同的头文件和源文件中,使得整个系统的结构清晰明了。
接下来,让我们深入研究多文件调用的写法在SystemC中的具体应用。
在SystemC中,多文件调用的写法可以高效地对复杂系统进行建模和仿真。
通过合理地设计模块接口和结构,可以提高模块的可重用性和扩展性,为系统级仿真的开发和维护带来极大的便利。
多文件调用的写法也使得代码更加清晰和模块化,有利于团队协作和项目管理。
让我们总结一下多文件调用的写法在SystemC中的重要性。
通过合理地采用多文件调用的写法,可以使得代码更加模块化、可维护和可扩展,提高系统级仿真的开发效率和质量。
多文件调用的写法也有利于团队协作和知识共享,对于大型的系统级仿真项目尤为重要。
个人观点上,我认为多文件调用是SystemC中非常重要的一种写作方式,它可以帮助开发者更好地组织和管理复杂的系统级仿真项目。
通过合理地利用多文件调用的写法,可以使得代码更加清晰、模块化和可重用,提高项目的开发效率和质量。
systemc 调度原理
systemc 调度原理
SystemC是一种用于硬件/软件系统级建模的开放源代码C++库。
它提供了一个用于描述系统级硬件和软件行为的框架,包括并发执
行和通信。
SystemC的调度原理涉及到其并发执行模型和事件驱动
模拟。
SystemC中的模拟时间被划分为离散的时间步,并且模拟是
基于事件的。
当一个事件发生时,SystemC会更新模拟时间并执行
相关的行为。
SystemC使用了一种称为“delta循环”的机制来处理
并发事件。
在每个时间步中,SystemC会检查所有的事件并按照其
发生的顺序执行相应的行为。
这种调度机制保证了模拟的准确性和
可预测性。
另外,SystemC还提供了多线程调度的支持,允许模型中的多
个线程并发执行。
这种并发执行模型可以更好地模拟硬件系统中的
并行性和通信。
SystemC还提供了基于通道通信的机制,允许模型
中的不同部分进行通信和同步。
这种通道通信机制也影响了
SystemC的调度原理,因为它涉及到数据的传输和同步,需要在事
件驱动的基础上进行调度和执行。
总的来说,SystemC的调度原理涉及到离散的事件驱动模拟、
并发执行模型和基于通道通信的同步机制。
这些原理共同确保了
SystemC模型的准确性和可靠性,使其成为一个强大的系统级建模工具。
systemc gcc编译
systemc gcc编译
SystemC是一种开源的硬件描述语言,它提供了一套用于建模和仿真硬件系统的类库。
SystemC是用C++编写的,并且扩展了C++语言,以便更好地支持硬件建模和仿真。
GCC是一种开源的编译器套件,它被广泛用于编译C和C++程序。
SystemC和GCC是两个独立的项目,但它们在硬件建模和仿真方面有着密切的关联。
SystemC提供了一种方便的方式来描述和建模硬件系统,而GCC则提供了一种强大的工具来编译和优化SystemC代码。
使用SystemC和GCC可以实现许多硬件相关的任务。
比如,可以用SystemC来建模一个处理器的指令集架构,并使用GCC来编译和优化该指令集架构的软件。
这样可以更好地理解和优化硬件和软件之间的交互。
除了建模和仿真硬件系统,SystemC和GCC还可以用于其他许多领域。
比如,可以使用SystemC和GCC来开发嵌入式系统,编译和优化嵌入式软件。
此外,SystemC和GCC还可以用于开发网络协议和通信系统,编译和优化网络应用程序。
SystemC和GCC是两个重要的工具,它们在硬件建模和仿真方面有着密切的关联。
通过使用SystemC和GCC,可以更好地理解和优化硬件系统,并开发出高效的软件应用程序。
无论是在嵌入式系统领
域还是在网络通信领域,SystemC和GCC都发挥着重要的作用。
SystemCFromTheGroundUp学习笔记中文
(一)systemC简介SystemC是一种系统设计语言。
严格讲,SystemC是一个能够描述系统与硬件的C++类库。
与其他硬件描述语言(如Verilog、VHDL)一样,SystemC支持RTL级建模,然而SystemC最擅长的却是描述比RTL更高层、更抽象的系统级与结构级。
SystemC可以使得系统设计工作早期便达到很好的软硬件协同,这对于与早发现设计中的问题有很大帮助。
SystemC支持多种技术来实现现代设计的复杂性。
AbstractionDesign reuseTeam disciplineProject reuseAutomation(二)TLM-BASED METHODOLOGY2.1 Transaction-Level Modeling Overview1、事务级建模主要用途为·硬件体系结构的性能分析与行为分析。
·软硬件划分与协同设计。
·作为底层设备驱动与硬件仿真模型的接口。
·集成操作系统仿真器与硬件模拟器。
·作为精确到周期的模型与交易级模型的仿真平台。
·作为测试图样,或者模拟设计的系统环境。
2、特点·交易层是将理想的结构映射到需要考虑资源分配与设计约束的结构中。
·存储器与寄存器的映射是精确的。
·允许多线程通信。
·可以通过对数据类型的约束来对总线的突发传输或者突发传输的片断进行建模。
·事件驱动的仿真机制,带有时间估计。
·能够基于传输量与延时约束进行延时性能估计。
性能估计能够采取基于报告的方式。
也就是说,时间驱动的通道能够根据总线宽度与总线协议计算并报告一个交易需要多少个时钟周期。
或者通过插入延时来仿真时间。
·能够利用参数来精细的调整设计规范,以解决约束过紧或者过松的情形。
·利用参数来对不同的总线协议与信号接口进行建模。
3、TLM·交易可以理解为系统模型中两个组件之间的一次数据交换。
systemc的TLM_2_0_简介
3
TLM-2.0
Copyright © 2007-2008 by Open SystemC Initiative. All rights reserved.
OSCI TLM-2.0
INTRODUCTION
Transaction Level Modeling 101 OSCI TLM-1 and TLM-2 Coding Styles Structure of the TLM-2.0 Kit
Transaction-level memory-mapped bus modeling Register accurate, functionally complete Fast enough to boot software O/S in seconds Loosely-timed and approximately-timed modeling Interoperable API for memory-mapped bus modeling Generic payload and extension mechanism Avoid adapters where possible
Dec 2006
Nov 2007 • TLM 2.0-draft-2 • nb_transport • New payload & extensions
Jun 2008
• TLM-2.0-draft -1 • Generic payload
• TLM-2.0 • Unified interfaces and sockets
13
TLM-2.0
Copyright © 2007-2008 by Open SystemC Initiative. All rights reserved.
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通道
通道实现了接口的内容,即它是一个实现通信功能的“模块”,只 不过它仅完成通信功能。 例子:Ram通道: Class ram :public sc_module,ram_if{ … Transfer_status read(…)//定义读函数(需要用户自己定义具体 功能)
{ … }
Systemc的Master-Slave通信库
SC_MODULE(consumer){ Sc_inslave<int>in1; //systemc中master-slave通信库内 表示作为从机输入in1 Int sum; Void accumulate(){ Sum+=int1; Cout<<“sum=”<<sum<<endl; } SC_CTOR(consumer){ sc_slave(accumulate,in1); // systemc中master-slave通信库内 表示从机中accumulate函数对in1 敏感 sum=0; } }
Systemc的Master-Slave通信库
SC_MODULE(top){ Producer *A1; Consumer *B1; Sc_link_mp<int>link1; //systemc中master-slave通信库内中间通 信 SC_CTOR(top){ A1=new producer(“A1”); A1->out1(link1); B1=new consumer(“B1”); B1->in1(link1); } }
基本语法
Systemc的时钟模型:在Systemc程序设计中, 时钟(sc_clock)被作为一个特殊的对象处理。 sc_clock共有六个重载的构造函数。 sc_clock(“clk1”,20,0.5,5,ture)
5
10 15 20 25 30 35
45
55
65
基本语法
模块是SystemC的最基本单元,模块内部可以 包括端口,内部信号,内部数据,进程等 模块本质上是类,使用SC_MODULE声明: SC_MODULE(mmu) {…..//details of the design} 等价于: Class mmu :public sc_module {…..//details of the design}
接 口 端口通道绑定
模块
端 口
端口通道绑定
接 口
通道
端 口
模块
Systemc的Master-Slave通信库
Systemc支持业界很多设计方法学, OSCI的思路是定义一个小的语言子集以 完成最基本的语言构架,具体的设计方法 学有一些专用库来实现,如可以使用 Master-Slave库来实现IP复用 Master-Slave库使得通信与模块的行为在 一定程度上分离,从而可以方便的向SoC 中集成IP模块
Systemc的Master-Slave通信库
Void generate_data(int &out){ for(int i=0;i<10;i++){ accumlate(out); } } Void accumlate(int &in1){ sum +=in1; cout<<“sum =”<<sum<<endl; }
SC_THREAD实例
#ifndef_MONITOR_H #define_MONITOR_H #include<systemc.h> SC_MODULE(Monitor) { sc_in<sc_bit>m_a,m_b,m_cin,m_sum,m_cout; void pre_monitor() { while(1){ cout<<m_a.read()<<m_b.read()<<m_cin.read(); wait(); //当执行到时程序被挂起,当敏感列表被触发时程序继续执行 cout<<m_sum.read()<<m_cout.read(); } }; SC_CTOR(Monitor) { SC_ THREAD(pre_monitor); //表示当变量发生变化时, pre_monitor被 激活或者重新激活; sensitive<<m_a,m_b,m_cin,m_sum,m_cout ;} }; #endif返回
#ifndef_FULLADDER_H #define_FULLADDER_H #include<systemc.h> SC_MODULE(FullAdder) { sc_in<sc_bit>A,B,Ci; sc_out<sc_bit>S,Co; void do_add() { S=(A.read())^ (B.read())^(Ci.read()); Co= (A.read())&(B.read())| (B.read())&(Ci.read())| (A.read())&(Ci.read()); }; SC_CTOR(FullAdder) //systemc的构造函数 { SC_METHOD(do_add); //表示do_add对A,B,Ci敏感 sensitive<<A<<B<<Ci; } }; #endif返回
Systemc 行为建模
接口(interface):是c++抽象类,它以纯虚数的方 式定义了一组抽象的方法接口 通道(channel):通道实现一个或者多个接口(接 口中定义的虚函数必须在通道中实现)通道 端口(port):端口定义在模块中,通过端口,模 块中的进程就能够连接到一定的接口端口
SC_CTHREAD
#ifndef_DRIVER_H #define_DRIVER_H #include”systemc.h” SC_MODULE(Drive){ sc_in_clk clk; sc_out<sc_bit> d_a,d_b,d_cin; void prc_drive(); SC_CTOR(Drive){ //表示prc_drive对时钟上升沿敏感 SC_CTHREAD(prc_drive,clk.pos()); } }; #endif返回
producer
out1 中间链路 Link1 in1
consumer
学习Systemc应该掌握的知识
C++中类的基础知识 类的各种继承方式,以及基类,虚函数等 概念 并行运算的概念
SC_METHOD实例
Transfer_status write(…)//定义写函数(需要用户自己定义)
{ … }
}返回
端口
端口:模块通过端口与通道连接 模块的端口的定义要与接口同一类才能连接
SC_MASTER(Master){ sc_in_clk clk; sc_port<ram_if>ram_port; //实例化端口 Int data; Unsigned int address; … void main_action{ //需要用户自己定义 … Transfer_status status=ram_port->write(address,data);//在功能函数中通过端口 … 调用通道函数 Transfer_status status=ram_port->read(address,data);//通过端口调用功能函数 … } … }返回
Systemc 简介
王玉莹
基本语法
C++:任务的执行是串行的;SystemC:可以做到并行。 进程是程序在并发环境中的执行过程, SystemC的基 本进程包括:
SC_METHOD,SC_THREAD,SC_CTHREAD
SC_METHOD:当敏感列表上有事件发生时,才被调用, (用法很像verilog中描述组合逻辑)调用后迅速返回 Example SC_THREAD:能够被挂起和重新激活,当敏感表上有 事件发生,线程被重新激活运行到新的wait()语句再重 新挂起,(主要用于对程序的验证),Example SC_CTHREAD:继承于线程进程,只能在时钟的上升沿 或者下降沿被触发或者激活,(用于时钟精确的建模), Example
接口
接口:集合一组固定的通信方法 存储器写接口: Class mem_read_if: public sc_interface {public: virtual transfer_status read(…)=0;//读虚函数(没有数据) } 存储器读接口: Class mem_write_if: public sc_interface {public: virtual transfer_status write(…)=0;//写虚函数(没有数据) } 存储器接口(将读接口与写接口封装): Class ram_if: public mem_read_if, mem_write_if{ … }返回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Systemc的Master-Slave通信库
SC_MODULE(producer){ Sc_outmaster<int>out1;