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SystemCのコンパイルを試す。 下記の記述がhello.cppにあるとすれば、 #include systemc using namespace sc_core; using namespace sc_dt; using namespace std; int sc_main(int argc, char **argv){ cout "Hello" endl; return 0; } g++ -o hello.x hello.cpp -I/usr/local/systemc-2.2/include -L/usr/local/systemc-2.2/lib-linux -lsystemc のようにコンパイルすることで、実行ファイルhello.xを作成することができる。/usr/local/systemc-2.2の部分は、SystemCをインストールしたディレクトリを記述する。lib-linuxの記述は、OSに合わせて変更する。 無事エラーなく作成できたら ./hello.xで実行しよう。 Hello と表示される。 SystemCのライブラリを使用するときに読み込むヘッダファイルは、systemcである。名前空間はsc_coreとsc_dtの2つが用意されている。dtは、data typeの略と思われ、sc_intなどのSystemCのデータ型が定義されている。SystemCのライブラリ中でmain()文が定義されているので、SystemCの記述はそのmain()文から呼び出されるsc_main()が最上位の記述となる。
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SystemC-2.3.1のインストール Accelleraのホームページからダウンロードする。特に修正しなくてもg++-4.9でコンパイル可能。修正以外の手順は2.2.0と同じ。 cygwin用は、configureするときに --enable-pthreadsのオプションが必要。 g++-4でのSystemC-2.2.0のインストール g++-4.9でコンパイルしようとするとエラーになる。エラー箇所（src/sysc/datatypes/bit/sc_bit_proxies.h）のmutableを消すとコンパイル可能ではあるが、他のバグもあるようなので、SystemC-2.3.1を使用するのがお勧め。 （ここから、2012年の記述） OSCIのホームページからダウンロードしてきたsystemc-2.2.0.tgzを展開する。 tar xvfz systemc-2.2.0.tgz 展開されたsystemc-2.2.0ディレクトリへ移動する。 cd systemc-2.2.0 src/sysc/utils/sc_utils_ids.cppの62行目に次の2行を加える。 #include cstdlib #include cstring src/sysc/kernel/sc_constants.hの中のSC_DEFAULT_STACK_SIZEは大きくした方が良い。0x50000くらいがお勧め。 作業用のobjdirディレクトリを作成する。 mkdir objdir objdirディレクトリへ移動する。 cd objdir CXX環境変数を設定した方が良いかもしれない。 export CXX=g++ コンパイル環境を構築する。 ../configure もし、環境を指定したい場合は、 ../configure --help で確認する。次のようにインストール場所を指定する場合が多い。 ../configure --prefix=/usr/local/systemc-2.2 インストール場所は、あらかじめ作成しておくこと。 コンパイルを行う。 make ライブラリなどをインストールする。 make install 2015-05-06 20 39 52 (Wed) -
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SystemC-AMSの紹介 SystemC-AMSは、Embedded Analog/Mixed-Signal(E-AMS) systemを取り扱う。デジタルの領域を扱うSystemCにアナログの領域を扱う手段を追加している。次のような目的で使われることを想定している。 実行可能仕様書 (Executable specification) 仮想試作 (Virtual prototyping) アーキテクチャ探索 (Architecture exploration) 実装検証 (Integration validation) SystemC-AMSのアナログシステムのモデル化の方法には次の3通りが用意されている。 Timed Data Flow (TDF) 離散時間の非線形な表現が可能。時間軸と周波数軸の処理を別々に定義する。 Linear Signal Flow (LSF) 連続時間の線形な数式を扱う。 Electrical Linear Network (ELN) 線形なふるまいをする部品（抵抗、コンデンサ、コイルなど）で回路を表現する。 TDFのモジュールはユーザが定義するが、LSFとELNでは用意されたモジュールを利用する前提になっている。これらのモジュールを含む上位階層はsc_moduleである。時間軸解析と小信号(周波数)解析を行うことができる。SPICEのような非線形解析はできない。 SystemC-AMS名前空間 TDFのモジュール LSFのモジュール ELNのモジュール 小信号(周波数)解析 時間軸解析 2012-02-15 18 47 06 (Wed) -
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高位合成 高位合成の定義は、学会でも業界でもきちんと定まっていないように思える。ここでは、高位合成（High Level Synthesis）は、RTL（Register Transfer Level）からの論理合成よりも抽象度の高い記述から自動的に論理回路を生成することと定義する。 入力がC言語などのプログラム言語であっても、HDL（Hardware Discription Language）で表現できるような内容のものしか受け付けないものが高位合成として市販されている場合もあるので、ユーザとしてはツールの機能をしっかり確認する必要がある。 動作合成 また、高位合成と同様な場面で使われる動作合成（Behavioral Synthesis）を、データパスに対するスケジューリングとリソースシェアリング（複雑な演算を時分割して演算器とレジスタを共用する）を自動生成する機能と定義する。 SystemCの高位合成ツールに望まれる機能 SystemCを用いた高位合成には、下記の機能が望まれる。 動作合成 インタフェース合成 関数型かオブジェクト指向による表現の抽象化 並列処理、処理タイミング、モジュール化、外部端子を表現する手段 高位の記述とは データパスの記述であれば、スケジューリングとリソースシェアリングを行う前の動作合成される記述が高位合成用の記述と考えられる。高位合成の価値はそれだけではないので、データパスのない制御系の記述で考えてみる。 汎用性の高い記述 動作の目的を明確にする。具体的な実装については、別の場所で定義する。 信号で進めと合図する。 signal.show(sign_go); 具体的な記述 動作を表現する。しかし、これでもまだ具体的な実装については、別の場所で定義する。 信号を青にする。 signal.set(color_blue); 詳細な記述 実装をそのまま記述する。ここまで記述するのであれば、高位合成は必要ない。 信号の青色灯を点灯する。黄色灯と赤色灯を消す。 signal.blue = true; signal.yellow = false; signal.red = false; 参考 動作合成 http //techon.nikkeibp.co.jp/article/WORD/20090107/163727/ SystemC推奨設計メソドロジ 合成編 http //jeita-edatc.com/users_lib/SystemC_DM_for_synthesis_080428.pdf SystemC Synthesizable Subset 1.3 draft Synthesis Working Group of Open SystemC Initiative 2014-02-11 13 14 07 (Tue) -
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SystemC-AMSライブラリのキーワードはsca_で始まる。マクロはSCA_で始まる。 AMSの基本的なクラスは名前空間sca_coreにある。 トレースやデータ型のようなユーティリティクラスは名前空間sca_utilにある。 モデル化の手法ごとに名前空間(namespace)が用意されている。 モデル化の手法 名前空間 TDF sca_tdf LSF sca_lsf ELN sca_eln モデル化手法にかかわらず同等なクラスがある場合は、名前空間で区別される。 たとえば、TDF用のモジュールのクラスはsca_tdf sca_moduleである。 2012-01-30 21 04 15 (Mon)
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SystemC なんとなく覚書き。 勉強のためにメモを残しているだけなので、間違いやテキトウな表現が大いにあります。賢いひとは参考にしないでください。 願わくばSystemCがもっと普及することを。 SystemCを始めるSystemCとは インストール(Linux,Cygwin,VC++EE) HelloWorld - 始めの一歩 Makefileの書き方 クロックカウンタを作る - モジュール定義を覚える 並列処理について - 並列処理動作を体感する Visual C++2008 Express Editionでの使用方法について SystemCの基本的な機能SystemCの基本データタイプ固定小数点 ユーザデータタイプ モジュール プロセス動的プロセスについて チャネルsc_clockクロック信号 sc_fifoチャネル 未分類検証環境モデル構成(テンプレート) SystemCのコアとなるクラス定義一覧 エラボレーション・フェーズ RTL記述 デバッグ 遅延モデル サンプル ビットアクセス 検証波形トレース レポート処理について SCV ↓まだまだ、勉強不足でわからないことだらけ。 間違いもあると思うので注意のほど。 TLM-2.0TLM-2.0について TLM-2.0クラス ジェネリック・ペイロード b_transportについて ブロッキング・インターフェースLTモデル Interconnect(ブロッキングI/F LTモデル) その他SystemC関連の歴史 コーディングスタイル(自分用) 用語集 参考ページ SystemCDoxygenマニュアル 関連サーチ Doxygenマニュアル 参考のためDoxygenを使ってみた。なかなか便利かも。 SystemC ver 2.1.v1 SystemC ver 2.2 TLM-1.0 TLM-2.0 Draft2 TLM-2.0 SCV-1.0p2 注意 packageとqtのフォルダは含めていない。 関連サーチ #bf
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SystemCとは SystemCとはSystemCとは? SystemCが持つ機能 SystemCの利点 SystemCの欠点 SystemCの使い道 SystemCを扱うにあたっての要求スキル SystemCとは? SystemCは、1999年9月に発足した組織OSCI(Open SystemC Initiative)により規格化された、新しいハードウェアモデリング言語である。OSCIから無償でSystemCライブラリが提供されている。 SystemCは、標準のC++で実装されたクラスライブラリで、C++記述によるハードウェア設計の構築を提供する。SystemCを利用できるのは、ハードウェアとソフトウェアにおけるの企画・提案から実装までの設計と検証の期間である。つまり、実際にハードウェアを設計する前段階の作業で利用することができる。 SystemCは高速なシステムレベルC++モデルの開発と交換を可能とするプラットフォームを提供する。 これはシステムレベルツールの開発のためのプラットフォームも提供する。 簡単に言うと、C++のコンパイラを使ってハードウェア記述が可能で検証もできてしまう優れもの。 ただし、SystemCを記述したからといって、それを直接ハードウェアにできるというわけではない。あくまでもハードウェアの代替となる検証用どまり。 ただ、高位合成ツール(SystemC→RTL)が徐々に実用化されつつあるところ。 先はまだわからない。 SystemCが持つ機能 C++でハードウェアを記述するために、SystemCライブラリは次のような特徴的な機能を持つ。 時間モデル ビット・データ型(sc_bv , sc_uint , sc_fixed, etc.) モジュールの記述(SC_MODULE) チャネル/ポート(プリミティブ・チャネル、階層チャネル、インターフェース) 並列動作環境(プロセス) 波形シミュレーション環境(VCD etc.) SystemCの利点 ライブラリが無償で提供されている C++ベースであるため、検証環境が容易に構築できる(GCCもしくはVC++コンパイラ) ソフトウェア/ハードウェア協調検証が比較的容易にできる あらゆる抽象度(TLMからRTLまで)が記述可能 SystemCの欠点 C++の基本的な知識とSystemC固有の記述を覚えなくてはならず、スタートまで若干ハードルがある プロセス間のタイミングでクセがあり悩まされる 記述の自由度が高すぎて、モデルの統一化がなされていない SystemCの使い道 SW/HW協調検証 高位合成(動作合成) 並列分散処理モデル etc. SystemCを扱うにあたっての要求スキル C,C++の知識があり、クラスの概念やテンプレートがわかる(協調検証モデル作成) Verilog-HDL等のハードウェア記述等に興味があり精通している(高位合成)
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インストールメモ インストールメモSystemC-2.1.v1インストール(Linux) SystemC-2.2インストール(Linux)Ubuntu9.10でコンパイルエラーが起こる場合 SystemC-2.2インストール(Cygwin) TLM-2.0インストールTLM-2.0テスト(linuxの場合) SCVインストール?(試してない) 参考 Visual C++2008 Express Editionへのインストール OSCIで、フリーのライブラリが用意されている。 ここからダウンロードできる。ただし、アーカイブをダウンロードするにはアカウントを作成する必要がある。 現在、バージョン2.2.0が出ている。ただし、2.1.v1から機能追加・変更・削除されているものがあるので、2.1.v1以前の記述から移行する場合は注意が必要。 SystemC-2.1.v1インストール(Linux) systemc-2.1.v1.tgz $ tar xzf systemc-2.1.v1.tgz $ cd systemc-2.1.v1 $ mkdir objdir $ cd objdir # mkdir /usr/local/systemc-2.1 $ ../configure --prefix=/usr/local/systemc-2.1 $ make # make install SystemC-2.2インストール(Linux) systemc-2.2.0.tgz $ tar xzf systemc-2.2.0.tgz $ cd systemc-2.2.0 $ mkdir objdir $ cd objdir # mkdir /usr/local/systemc-2.2 $ ../configure --prefix=/usr/local/systemc-2.2 $ make # make install Ubuntu9.10でコンパイルエラーが起こる場合 ・・・ ../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp 110 error ‘getenv’ is not a member of ‘std’ ../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp 111 error ‘strcmp’ was not declared in this scope ・・・ make[3] *** [sc_utils_ids.o] エラー 1 ・・・ コンパイルで起こられるとき、以下のファイルにヘッダを追加するとよさそう。 ./src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp 62行目あたり #include cstring #include cstdlib SystemC-2.2インストール(Cygwin) $ tar xzf systemc-2.2.0.tgz $ cd systemc-2.2.0 ここで、systemc-2.2.0/src/sysc/kernel/sc_constants.hの57行目修正 57 const int SC_DEFAULT_STACK_SIZE = 0x50000; // default 0x10000 これをしないと、ちょっとプログラムが大きくなると動かなくなる。 $ mkdir objdir $ cd objdir $ mkdir /usr/local/systemc-2.2 $ ../configure --prefix=/usr/local/systemc-2.2 $ make pthreads $ make install $ make pthreads_check チェックでエラーがでなければ完了。 pthreadを使うので、コンパイルオプションは、以下のようになる。 CXXFLAGS = -DSC_USE_PTHREADS INCS = -I/usr/local/systemc-2.2/include LIBS = -L/usr/local/systemc-2.2/lib-cygwin -lsystemc -lpthread -lm リンクの順番も大事みたい。$(OBJS)- $(LIBS) pthreads_check時に次のエラーがでる /usr/local/systemc-2.2/include/systemc.h 175 error `std wctomb has not been declared /usr/local/systemc-2.2/include/systemc.h 177 error `std wcstombs has not been declared /usr/local/systemc-2.2/include/systemc.hを以下のように修正すると良いらしい。 175 // using std wctomb; 176 using std mbstowcs; 177 // using std wcstombs; 次のエラーが出るとき assertion "m_stack_size ( 2 * pagesize )" failed file "../../../../src/sysc/kernel/sc_cor_qt.cpp", line 93 メイク時にpthreadsを指定し忘れているのが原因。 make pthreads TLM-2.0インストール $ tar xzf TLM-2.0.tar.gz すると、TLM-2008-06-09ディレクトリができる。 $ cd TLM-2008-06-09 # mkdir /usr/local/tlm-2.0 # cp -rp include /usr/local/tlm-2.0 SystemCのバージョンは、一応2.1.1と2.2に対応しているっぽい。 以下のコンパイルオプションを追加することになる。 -I/usr/local/tlm-2.0/include/tlm TLM-2.0テスト(linuxの場合) $ cd TLM-2008-06-09/examples/tlm/build-unix $ vi Makefile.config 以下のマクロを設定しなおす。 DEFAULT_SYSTEMC_HOME = /usr/local/systemc-2.2 DEFAULT_TLM_HOME = ../../../.. DEFAULT_TLM_HOMEの方は、ヘッダファイルとtest_unitが必要になるので、相対パスでもともとあるディレクトリをさすことにした。 $ make SCVインストール?(試してない) $ tar xvf scv-1.0p2-sysc2.2.12jun06.tgz $ cd scv-1.0p2-sysc2.2 configure ファイルを修正（INSTALLファイル参照）gcc4.1.1 5642 #include strstream.h → #include sstream 5654 ostrstream outString(buf,STRING_SIZE); → std ostringstream outString; $ mkdir objdir $ cd objdir $ ../configure --with-systemc=/usr/local/systemc-2.2/ --prefix=/usr/local/scv --disable-compiler-check config.hを修正(gcc のバージョンが4.1.1) 44 //#define _USE_HASH_MAP $ gmake # gmake install 参考 http //www.ht-lab.com/howto/sccygwin/sccygwin.html
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SystemCのモジュール定義について(SC_MODULE) SystemCのモジュール定義について(SC_MODULE)モジュール構文SC_MODULEマクロを使わないモジュールの構文 モジュールの構成部品モジュール SC_MODULE SC_MODULEクラスのコンストラクタ SC_CTOR 実行の単位 プロセス(SC_METHOD, SC_THREAD, SC_CTHREAD) モジュール複製の回避 マクロ定義SC_MODULEのマクロ定義 SC_CTORのマクロ定義 SC_HAS_PROCESSのマクロ定義 モジュール構文 SystemCの基本的なモジュール定義はつぎのようになる。 C++があまりよくわからない人は、とりあえずこういうものなんだ、と思っておけばよいかと。 #include systemc.h SC_MODULE( ModuleName ) { // ポート宣言(sc_port, sc_in, sc_out等) // メンバ・チャネル(sc_signal, sc_buffer等) // メンバ・データ(int, char, unsigned long等) // プロセス・メソッド(プロセス) // ヘルパ・メソッド // コンストラクタ SC_CTOR( ModuleName ) // 初期化 { // サブモジュールのインスタンス // サブもジュールの信号接続 // プロセス登録 // 静的センシティビティ設定 // ユーザ定義の各種設定 } // デストラクタ ~ModuleName() { } }; SC_MODULEマクロを使わないモジュールの構文 C++をわかっている人にとってはこちらの書き方の方がわかりやすいかもしれない。 #include systemc.h class ModuleName public sc_module { public SC_HAS_PROCESS( ModuleName ); // コンストラクタ ModuleName( sc_module_name m_name ) sc_module( m_name ) { } }; SC_HAS_PROCESSはモジュール(のコンストラクタ)内でプロセス登録をしている場合は必ず必要になる。コンストラクタをSC_CTORマクロで記述している場合は、このSC_HAS_PROCESSの記述は必要ない。 もし、プロセス登録がないモジュールでもSC_HAS_PROCESSが宣言されていたからといってエラーになることはないので、とりあえず書いておくことをお薦めする。 SC_HAS_PROCESSは単なるtypedefのマクロにすぎない。 モジュールの構成部品 モジュール SC_MODULE SystemCでハードウェアの１つの機能を記述するためのデザインの最小単位はSC_MODULEである。 Verilog-HDLでいうところのmoduleにあたる。 とにもかくにもこのSC_MODULEを作らなければ始まらない。 SC_MODULEはマクロで、C++のクラスを宣言することになる。 SC_MODULEでは以下の要素を構築する。 ポート(sc_port, sc_in, sc_out等) メンバ・チャネル(sc_signal, sc_buffer等) メンバ・データ(int, char, unsigned long等) コンストラクタ(SC_CTOR) デストラクタ プロセス・メソッド(プロセス) ヘルパ・メソッド SC_MODULEクラスのコンストラクタ SC_CTOR SC_MODULEのコンストラクタはSC_CTORというマクロが用意されている。 SC_MODULEのコンストラクタではSystemC特有の以下の処理を行う。 サブデザインの初期化/アロケーション サブデザインの接続(bind) SystemCカーネルへのプロセス登録(SC_METHOD, SC_THREAD, SC_CTHREAD) 静的センシティビティの設定(sensitive, reset_signal_is等) ユーザ定義の各種設定 実行の単位 プロセス(SC_METHOD, SC_THREAD, SC_CTHREAD) ハードウェアを表現するためにSystemCでは並列処理を表現することができる。 並列処理は関数が単位となる。 SystemCでは、並列処理に設定した関数のことをプロセスと呼ぶ。 プロセスの登録はSC_MODULEのコンストラクタで行う必要がある。それ以外では行わない。 SC_THREADのプロセス登録の例は次のとおり。 SC_MODULE( Model ){ ・・・ void func_thread(); // constructor SC_CTOR( Model ) { SC_THREAD( func_thread ); } }; モジュール複製の回避 モジュール複製は望ましくない。 たいていは暗黙のルールでモジュールのコピーはしないもの。 コピーコンストラクタと代入演算子関数をprivateで定義することでモジュールのコピーを許さないようにできる。 次にその記述を示す。 SC_MODULE( MyModel ) { SC_CTOR( MyModel ) { } private MyModel( const MyModel ) {} // コピーコンストラクタの禁止 MyModel operator=( const MyModel ) { return *this; } // 代入演算の禁止 }; こうすることで、万一モジュールの複製をしようとしても、コンパイル時にエラーとして怒られる。 マクロ定義 SC_MODULEのマクロ定義 SC_MODULEはsc_module.hで以下のように宣言されている。 #define SC_MODULE(user_module_name) \ struct user_module_name sc_core sc_module SC_CTORのマクロ定義 SC_MODULEのコンストラクタであるSC_CTORはsc_module.hで次のように定義されている。 #define SC_CTOR(user_module_name) \ typedef user_module_name SC_CURRENT_USER_MODULE; \ user_module_name( sc_core sc_module_name ) SC_HAS_PROCESSのマクロ定義 SC_HAS_PROCESSはsc_module.hで次のように定義されている。 #define SC_HAS_PROCESS(user_module_name) \ typedef user_module_name SC_CURRENT_USER_MODULE
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SystemC マクロ SystemCライブラリのマクロについて、メモ書き。 こんなのがあるよ、っていうのを一覧。とくに説明はかかない。 SC_INCLUDE_FX SC_INCLUDE_DYNAMIC_PROCESSES SC_USE_SC_STRING_OLD このマクロが有効のとき、sc_string を sc_string_old と定義 SC_USE_STD_STRING このマクロが有効のとき、sc_string を std string と定義 SC_FX_EXCLUDE_OTHER SC_STOP_FINISH_DELTA SC_USE_PTHREADS SC_DT_MIXED_COMMA_OPERATORS SC_DT_DEPRECATED SC_ENABLE_OBSERVERS SC_MAX_NBITS SC_SIGNED SC_UNSIGNED SC_REPORT_ERROR() SC_REPORT_WARNING SC_REPORT_INFO() SC_DEFINE_MESSAGE SC_HAS_PROCESS SC_ASSERT_ SC_FXNUM_OBSERVER_READ_ SC_FXNUM_OBSERVER_WRITE_ SC_FXNUM_FAST_OBSERVER_READ_ SC_FXNUM_FAST_OBSERVER_WRITE_ SC_FXDIV_WL SC_ASSERT_