Introduccion a SystemC

Arquitectura de Computadores.

Introducción a SystemC.

•SystemC.•Ventajas de SystemC.•Módulos.•Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos .•Implementación de un Modulo.

Modelado y Simulación de Circuitos Computacionales por medio de la biblioteca

<systemc.h>

Cesar Leonardo Vielma Pernia SystemC



SystemC


SystemC es una poderosa herramienta de programación que nos permite describir o modelar sistemas a nivel de comportamiento.

•SystemC.•Ventajas de SystemC.•Módulos.•Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.



SystemC


SystemC es una poderosa herramienta de programación que nos permite describir o modelar sistemas a nivel de comportamiento.

NO es un nuevo lenguaje de programación !! , es simplemente una biblioteca del lenguaje C++.

•SystemC.•Ventajas de SystemC.•Módulos.•Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.



Ventajas de SystemC


Simplicidad de manejo.

SystemC.•Ventajas de SystemC.•Módulos.•Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.



Ventajas de SystemC



Costo de Modelado.




Ventajas de SystemC



Costo de Modelado.

Tiempo de Simulación.




Ventajas de SystemC



Costo de Modelado.


Noción de acontecimientos ordenados por tiempo.




Ventajas de SystemC



Costo de Modelado.



Modelado de hardware y software simultáneamente.




Ventajas de SystemC



Costo de Modelado.



Modelado de hardware y software simultáneamente.

Altos niveles de abstracción.




Modulos(Modules)


Los módulos representan la unidad mas elemental del diseño con systemC, son en todo caso , contenedores de datos y procesos.

Para declararlos podemos usar algunas de estas formas

SystemC.Ventajas de SystemC.•Módulos.•Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.

struct NombreDelModulo : public sc_module{};



Modulos(Modules)





class NombreDelModulo : public sc_module{};




Modulos(Modules)





SC_MODULE (NombreDelModulo);

class NombreDelModulo : public sc_module{};




Puertos (Ports)


•Son la comunicación entre los módulos y su entorno.

SystemC.Ventajas de SystemC.Módulos.•Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.



Puertos (Ports)



•Transfieren la información necesarios para la ejecución de procesos.




Puertos (Ports)




•Cada puerto solo puede transportar un tipo de dato especifico y en una definida dirección (entrada , salida , entrada-salida).




Puertos (Ports)




•Cada puerto solo puede transportar un tipo de dato especifico y en una definida dirección (entrada , salida , entrada-salida).

•Es posible conectar puertos de módulos “padre” a puertos de módulos “hijos”(de módulos a sub-módulos) directamente.




Puertos (Ports)


Su declaración se realiza de la siguiente manera:

sc_in




Puertos (Ports)



sc_in<TipoDeDato>




Puertos (Ports)



sc_in<TipoDeDato> NombreDelPuerto;




Puertos (Ports)



sc_in<TipoDeDato> NombreDelPuerto;

sc_out<TipoDeDato> NombreDelPuerto;

sc_inout<TipoDeDato> NombreDelPuerto;

Puerto de Entrada

Puerto de Salida

Puerto de Entrada y Salida




Señales (Signals)


•Transfieren la data entre submódulo-submódulo o entre procesos de un mismo modulo.




Señales (Signals)


•Transfieren la data entre submódulo-submódulo o entre procesos de un mismo modulo.

•Cada señal solo puede transportar un tipo de dato especifico y su dirección doble.




Diferencia entre Puertos y Señales


Ejemplificando a grandes rasgos, digamos que los puertos son el tomacorriente de una habitación, mientras que las señales son los cables que transportaran la corriente.

Estos tomacorrientes tienen la habilidad de poder proporcionar corriente a algún aparato(sub- módulos) dentro de la habitación sin usar ningún cable.(Conexión directa padre-hijo)

No obstante , si quisiéramos conectar dos aparatos (sub- módulos) obligatoriamente deberemos usar un cable (señal).




Tipos de Datos


¿Qué tipos de datos podemos implementar?

SystemC.Ventajas de SystemC.Módulos.Puertos y señales.•Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.



Tipos de Datos



• Todos los tipos de datos que nos ofrece C++.int , float , double , bool…




Tipos de Datos




• Ademas de los nuevos tipos de datos que nos ofrece la biblioteca systemc.h




Tipos de Datos




• Ademas de los nuevos tipos de datos que nos ofrece la biblioteca systemc.h

Algunos que usaremos mas frecuentemente:sc_intsc_uintsc_logic




Procesos


Los procesos son el corazón de cada modulo en la programacion en systemC, ya que es en ellos donde los datos son procesados. Sus características básicas son:

SystemC.Ventajas de SystemC.Módulos.Puertos y señales.Tipos de Datos.•Procesos.•Implementación de un Modulo.



Procesos



Describen la funcionalidad del módulo.




Procesos




No toman argumentos ni retornan nada.




Procesos




No toman argumentos ni retornan nada.

Pueden hacerse sensibles a ciertos puertos o señales, de forma que cuando los valores de estos cambien, el proceso sea invocado.




Tipos de Procesos



SystemC soporta 3 distintos tipos de procesos:

SC_METHOD(nombreDelProceso);



Tipos de Procesos



SC_METHOD:

Son funciones de los módulos que se ejecutan si algún elemento de su lista de sensibilidad cambia su valor y que luego de terminar sus operaciones , regresa a la parte del simulador donde se invoco.



Tipos de Procesos





SC_THREAD(nombreDelProceso);



Tipos de Procesos



SC_THREAD:

Son funciones de tipo hilo , es decir , tienen una secuencia de ejecución. Su puesta en marcha la realiza el planificador de SysctemC pero al igual que los SC_METHOD se activan o re-activan si algún elemento de su lista de sensibilidad cambia su valor.

Para detener un SC_THREAD momentáneamente se usa la declaración wait(),mientras que para finalizar este proceso se usa la declaración sc_stop().



Tipos de Procesos





SC_THREAD(nombreDelProceso);

SC_CTHREAD(nombreDelProceso,flancoDeReloj);



Tipos de Procesos



SC_CTHREAD:

Tienen relativamente las mismas características que un SC_THREAD(), sin embargo , su puesta en marcha viene dada exclusivamente por los flancos(subida o bajada) del reloj.



Complementos de los Procesos



Lista de sensibilidad:

Es una lista que contiene los eventos , puertos o señales a los cual un SC_THREAD o un SC_METHOD esta sujeto. Su implementación ira justo debajo de la declaración del proceso.

SC_THREAD(nombreDelProceso);sensitive<< event1,event2,…,eventN;



Complementos de los Procesos



Función dont_initialize():

La implementación de esta función permite que en el constructor no sea invocado cada proceso perteneciente al modulo, mayormente usados en los SC_THREADS. Estará ubicado luego de la lista de sensibilidad.

SC_THREAD(nombreDelProceso);sensitive<< event1,event2,…,eventN;dont_initialize();



Implementación de un Modulo


SystemC.Ventajas de SystemC.Módulos.Puertos y señales.Tipos de Datos.Procesos.•Implementación de un Modulo.

Para la implementación de un modulo usando el lenguaje C++ y la biblioteca systemc.h , seguiremos los siguientes 3 pasos:

Diseño y codificación de el modulo






moduloPrueba






moduloPrueba

Entradas del Modulo

datoA






moduloPrueba

Salidas del ModuloEntradas del Modulo

datoA datoB






moduloPrueba.h#ifndef MODULOPRUEBA_H#define MODULOPRUEBA_H#include <systemc.h>#include <CualquierOtraBibliotecaNecesaria>

class moduloPrueba: public sc_module{public:

sc_in<tipoDeDato> datoA_in;sc_out<tipoDeDato> datoB_out;SC_CTOR(moduloPrueba){

SC_METHOD(prueba);sensitive<<datoA_in;

}private:

void prueba();};#endif






moduloPrueba.cpp

void moduloPrueba::prueba(){

// implementación de la función }








Diseño y codificación de el testBench






moduloPrueba testBench

datoA_in datoB_out

datoX_in datoY_out

clock_in






testBench.h#ifndef TESTBENCH_H#define TESTBENCH_H#include <systemc.h>#include <CualquierOtraBibliotecaNecesaria>class testBench: public sc_module{public:

sc_in<bool> clock_in;sc_in<tipoDeDato> datoX_in;sc_out<tipoDeDato> datoY_out;SC_CTOR(moduloPrueba){

SC_THREAD(test);sensitive<<clock_in.pos();

}private:

void test();};#endif






testBench.cpp

void testBench::test(){

// implementación de la función }







Unificación del modulo y el testBench en un sc_main


Diseño y codificación de el testBench






moduloPrueba testBench

datoA_in datoB_out

datoX_in datoY_out

clock_in

Main

datoBtoX_sg

datoYtoA_sg

clock



Bibliografía


SystemC.Ventajas de SystemC.Módulos.Puertos y señales.Tipos de Datos.Procesos.Implementación de un Modulo.

http://www.systemc.org

http://www.wikipedia.com/systemc

http://www.doulos.com/knowhow/systemc/

Introduccion a SystemC

Documents

Transcript of Introduccion a SystemC