如何在基于SV的仿真環(huán)境中使用軟件語言

在仿真驗證中，SV語言不能很好的描述復(fù)雜的計算或者流程關(guān)系，使用軟件語言（比如C）就比較方便。那么當(dāng)我們使用C描述了這些關(guān)系后，如何在基于SV的仿真環(huán)境中使用呢？有兩種方式，一種是將C編譯為可執(zhí)行文件，利用系統(tǒng)函數(shù)進(jìn)行調(diào)用。另外一種方式利用SV提供的 DPI-C接口。第一種方式并不是嚴(yán)格意義上的SV和C的對接，只是通過命令行執(zhí)行了C程序。比如我們寫了一個hello world的c程序：

int main(){

printf(“hello world!/n”);

return 0;

}

我們將其編譯為可執(zhí)行文件gcc -o hello hello.c

我們就可以在我們的SV函數(shù)中直接執(zhí)行：

function void exe();

$system(“./hello”);

Endfunction

除了這個方式，SV還提供了和C/C++直接的接口DPI。DPI接口允許用戶用C編寫程序，并和SV實現(xiàn)對接，也可以用SV寫程序，將SV程序?qū)С龅絚中。二者實現(xiàn)了相互調(diào)用。如何要在SV中使用自己定義的C函數(shù)，需要在SV中導(dǎo)入函數(shù)。比如：

module Bus(input In1, output Out1);
import "DPI" function void slave_write(input int address,
input int data);
export "DPI" function write; // Note – not a function prototype

// This SystemVerilog function could be called from C
function void write(int address, int data);
// Call C function
slave_write(address, data); // Arguments passed by copy
endfunction
...
endmodule

C中為：

#include "svdpi.h"
extern void write(int, int); // Imported from SystemVerilog
void slave_write(const int I1, const int I2)
{
buff[I1] = I2;
...
}

C函數(shù)slave_write在SV中被調(diào)用，其有兩個參量 address和data。在C函數(shù)中通常要包含兩個頭文件：svdpi.h和svdpi_src.h。

C和SV的數(shù)據(jù)類型有以下幾種對應(yīng)關(guān)系：

我們需要注意SV和C之間參量傳遞有兩種方式，一種是值傳遞，比如byte-char，shortint-short int等，另外一種方式是通過指針傳遞，比如在SV中packed和unpacked的數(shù)組，是通過引用傳遞到C的，那么C中就使用指針來進(jìn)行接收。比如bit[n:0]作為packed數(shù)組，傳遞到C中是用svBitVecVal*來接收的，svBitVecVal是一個宏定義，實際上就是32bit數(shù)據(jù)。在這里需要注意的是，n bit的SV數(shù)據(jù)在C中是以32bit數(shù)據(jù)存放的，按照小端排列。比如bit[127:0] a，對應(yīng)的C中數(shù)據(jù)svBitVecVal* b,有以下對應(yīng)關(guān)系：

a[31:0] = b[0]

a[63:32] = b[1]

…

這點(diǎn)初學(xué)者很容易掉坑里，我一開始在傳遞這個變量的時候以為是一個svBitVecVal存儲1bit數(shù)據(jù)。在SV測的多維數(shù)據(jù)也都可以在C中使用1維指針接收，比如有以下函數(shù)：

Void write(svBitVecVal* data){

}

SV中可以為：

Import “DPI-C” function void write(bit[127:0] data[16][16]);

這樣在C中讀寫data數(shù)據(jù)的時候就需要通過指針來確認(rèn)數(shù)據(jù)位置。指針指向了數(shù)據(jù)data的第一個32bit數(shù)據(jù)，即data[0][0][31:0]，之后數(shù)據(jù)往后增加指針即可得到。

對于unpacked的數(shù)組數(shù)據(jù)，在C中可以使用指針直接訪問，但是在packed中的數(shù)據(jù)，卻只允許使用定義的函數(shù)來讀寫。這些函數(shù)有：

svBit svGetSelectBit(const svBitPackedArrRef s, int i);

svLogic svGetSelectLogic(const svLogicPackedArrRef s, int i);

void svPutSelectBit(svBitPackedArrRef d, int i, svBit s);

void svPutSelectLogic(svLogicPackedArrRef d, int i, svLogic s);

/* canonical

void svGetPartSelectBit(svBitVec32* d, const svBitPackedArrRef s, int i,

int w);

svBitVec32 svGetBits(const svBitPackedArrRef s, int i, int w);

svBitVec32 svGet32Bits(const svBitPackedArrRef s, int i); // 32-bits

unsigned long long svGet64Bits(const svBitPackedArrRef s, int i); // 64-bits

void svGetPartSelectLogic(svLogicVec32* d, const svLogicPackedArrRef s, int i,

int w);

/* actual

void svPutPartSelectBit(svBitPackedArrRef d, const svBitVec32 s, int i,

int w);

void svPutPartSelectLogic(svLogicPackedArrRef d, const svLogicVec32 s, int i,

int w);

除了可以向C中傳遞固定維度數(shù)組，還可以傳遞不固定維度數(shù)組，即動態(tài)數(shù)據(jù)。在C中通過svOpenArrayHandle來獲取這些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的操作也需要通過一些函數(shù)，不能直接操作。比如以下函數(shù)可以獲得動態(tài)數(shù)組的位置：

int svLeft(const svOpenArrayHandle h, int d);

int svRight(const svOpenArrayHandle h, int d);

int svLow(const svOpenArrayHandle h, int d);

int svHigh(const svOpenArrayHandle h, int d);

比如定義一個數(shù)組bit[3:0] data[3:9]，那么

svLeft(data, 1)是3，svRight(data, 1)是9。

在SV中有如下形式：

Import “DPI-C” function void write(bit[3:0] data[])

C中為：
Void write(svOpenArrayHandle data)

C函數(shù)