基于systemc 事务级的建模仿真研究

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1、基于SystemC事务级的建模仿真研究张玉峰1，2，杨志家2（1中国科学院研究生院，北京，100039）（2中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳，110016）摘要：事务级（Transaction-Level，TL）建模是SystemC中提出的一种新型高层次建模方法，以CoCentricSystemStudio（CCSS）作为SystemC仿真工具，以一个IP路由系统为建模实例，分析了事务级建模的基本特点，以及如何利用事务级模型分析系统整体性能和确定关键设计参数。关键字：SystemC；事务级模型（TLM）；系统分析中图分类号：　TN402文献标示码：　

2、AResearchofTransaction-LevelModelingandSimulationBasedonSystemCZhangYu-feng1,2,YangZhi-jia2(1GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing,100039)(2ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,LiaoningShenyang,110016)Abstract：Transaction-Level（TL）Modelingisanewm

3、odelingmethodofhighabstractionlevelwithSystemClanguage.AsaSystemCsimulator,CoCentricSystemStudio（CCSS）alsosupportsTLMsimulation.AnIPRoutersystemexampleshowsthefeaturesofTLModelinginCCSSandhowtoanalyzethesystemperformancetospecifythekeydesignparameters.Keywords：SystemC;Transacti

4、on-LevelModel(TLM);systemanalyze1．引言随着集成电路制造技术的发展，VLSI已经进入了SoC（System-on-Chip）片上系统时代。对于复杂的片上系统而言，系统验证占整个设计时间的60%-70%，其中涉及到软件与硬件的协同工作等等。传统的系统验证在RTL级进行，RTL提供更精确接近实现的同时，也加长了验证时间以及此时发现问题再修改带来的成本增加，所以非常有必要地在尽可能早地进行有效的系统验证。SystemC作为一种系统描述语言应运而生，它支持从系统级到门级的描述，解决了传统片上系统设计方法中不同级别使用不同描述语

5、言带来的过渡问题，而其事务级（Transaction-Level，TL）建模仿真方法可以在早期有效地进行系统验证，同时速度较RTL级仿真更快。目前，事务级建模得到广泛的使用和认同，Synopsys公司现已提供关于AMBA架构的事务级模型，以供进行由AMBA架构组成的SoC系统的事务级建模仿真所用。2．SystemC事务级建模SystemC由C++衍生而来，在C++基础上添加硬件扩展库和仿真库构成，从而使SystemC可以建模不同抽象级别的包括软件和硬件的复杂电子系统，既可以描述纯功能模型和系统体系结构，也可以描述软硬件的具体实现。在使用SystemC

6、进行高层次建模时，引出一个新的概念——TLM（Transaction-LevelModel）事务级模型，该建模方法创建一可执行平台模型，对系统进行仿真，但其不仅仅是功能级描述，仿真也具有一定时序。事务级模型建模因不考虑很多底层细节，所以进行建模时间短，并且可以将重点放在如何通信，而不是通信在更底层如何实现；事务级建模可以使用事件驱动，由一事件可以驱动一系列行为，因此建模可以在早期进行。所以，SystemC事务级模型具有建模效率高和仿真速度快的优点。另外，SystemC事务级建模作为高层次建模方法，还具有如下特点：–模型之间依靠时钟和（动态）事件同步；

7、–模型内部是周期精确的；–模块pin没有明确进行建模实现，但可通过适配器外部实现；–模块之间通过端口（port）和层次化通道（hierarchychannel）进行通信。上述特点描述中，端口（port）和层次化通道（hierarchychannel）概念为SystemC事务级建模引入的新概念：Ø接口（interface）：定义一组方法来实现设计目标，但不实现这些方法；Ø通道（channel）：实现接口定义的方法；根据通道内部所实现方法的情况，又分为基本通道和层次化通道；基本通道中没有可见的结构，不包括进程，也不能直接访问其他的基本通道；层次化通道则包

8、括模块、进程等，可以直接访问其他的通道；Ø端口（port）：总是与一定的接口类型相关联，端口也只能连接到实现