SystemC TLM中的接口

SystemC TLM中的接口

在SystemC TLM中，接口是一個C++的抽象類。抽象類中的所有方法都是用“=0”標(biāo)識表示的純虛函數(shù)。C++不允許創(chuàng)建抽象類的對象，因為抽象類對象是沒有意義的。 在SystemC中，sc_interface是所有接口的基類，任何一個接口必須直接或間接繼承sc_interface。

此外，接口不包含任何數(shù)據(jù)成員。下面是一個接口實例，首先定義一個存儲器讀接口mem_read_if，然后定義一個存儲器寫接口mem_write_if，接著定義一個存儲器的復(fù)位接口reset_if，最后利用這3個接口定義隨機(jī)存取存儲器的接口ram_if：

# ifndef _MEM_IF_H
# define _MEM_IF_H
# include “systemc.h”
enum transfer_status {TRANSFER_OK=0, TRANSFER_ERROR}; template < class T >
class mem_read_if : public sc_interface
{
      public:
      virtual transfer_status read (unsigned int address, T& data)=0;
      // 定義存儲器讀的方法
};
template < class T >
class mem_write_if : public sc_interface
{
      public:
      virtual transfer_status write (unsigned int address, T& data)=0;
      // 定義存儲器寫的方法
};
class reset_if : public sc_interface
{
      public:
      virtual bool reset ( )=0; // 定義存儲器復(fù)位的方法
};
template < class T >
class ram_if : public mem_write_if < T >, mem_read_if < T >, reset_if
{
public:
      virtual unsigned int start_address ( ) const=0; //定義獲取存儲器首地址的方法
      virtual unsigned int end_address ( ) const=0; //定義獲取存儲器終止地址的方法
};
#endif

從上面的存儲器接口的定義可以看出，接口是可以分層的，復(fù)雜的接口可以由多個簡單的接口繼承而得到。

SystemC TLM中的通道

從接口的定義可以看出，在SystemC中的接口僅僅定義了一組通信方法，并不包含這些方法的具體實現(xiàn)。為了實現(xiàn)這些方法，使建模的模塊具有實用的功能，SystemC中針對事務(wù)級建模引入了通道的概念。

通道是接口方法的具體實現(xiàn)，通過繼承一個或多個接口實現(xiàn)模型的具體功能。針對上述存儲器接口ram_if，其通道的定義如下：

#ifndef _RAM_H
#define _RAM_H
#include "systemc.h"
#include "mem_if.h"
template < class T >
class ram : public sc_module, ram < T >
{
      public:
      ram (sc_module_name name, unsigned int start_address, unsigned int end_address)
              : sc_module (name)
              , m_start_address (start_address)
              , m_end_address (end_address){
              sc_assert (end_address >=start_address);
              mem=new T[end_address -start_address];
} //構(gòu)造函數(shù)
～ ram ( ) {
    if (mem) {delete mem; mem=0}
} //析構(gòu)函數(shù)
transfer_status read (unsigned address, T& data)
{
    if (address < m_start_address || address > m_end_address) {
        data=0;
        return TRANSFER_ERROR;
}
data=mem [address -start_address];
return TRANSFER_OK;
}
transfer_status write (unsigned address, T& data)
{
    if (address < m_start_address || address > m_end_address) {
        return TRANSFER_ERROR; }
    mem [address -m_start_address]=data;
    return TRANSFER_OK;
}
bool reset( ) {...}
inline unsigned int start_address ( ) const {...}
inline unsigned int end_address ( ) const {...}
private:
    T* mem;
    unsigned int m_start_address, m_end_address
};
#endif

SystemC TLM中的端口

在SystemC中，端口與特定的通道接口相連。進(jìn)程通過特定的端口調(diào)用通道的接口提供的方法。對于（1）中提出的基本端口類型sc_in、sc_out以及sc_inout，可以調(diào)用的接口方法僅有write ( )和read ( )，但對于事務(wù)級建模，這些端口已經(jīng)不能夠滿足需求。比如，當(dāng)端口與總線接口或存儲器接口相連時，需要同時提供地址和數(shù)據(jù)，事務(wù)級模型需要執(zhí)行與數(shù)據(jù)讀寫無關(guān)的一些操作如復(fù)位操作等。

在SystemC中，一個端口可以同時連接到一個或多個實現(xiàn)了同一接口的通道之上。端口的定義如下：

sc_port < Interface Type, ChannelNumber=1 >

Interface Type是端口所要連接的通道的接口類型。ChannelNumber代表端口所要連接的最大通道數(shù)，默認(rèn)值是1。對于上面定義的的接口ram_if，下面的端口定義都是合法的：

sc_port < ram_if > ram_port1; //連接到一個RAM上
sc_port < ram_if, N > ram_portN; //連接到N個RAM上

根據(jù)上述存儲器接口ram_if及相應(yīng)通道的定義，可以定義一個模塊Component通過端口對其進(jìn)行訪問，如下：

SC_MODULE (Component) {
   sc_in_clk clk;
   sc_port < ram_if < int > > ram_port; // 實例化端口
   void action ( );
   int data;
   unsigned int address;
   SC_CTOR ( ) {
   SC_METHOD (action, clk.pos( ));
}
};
void Component :: action ( ){
   wait ( );
   int i=0;
   while (i++< 100) {
      address=0;
      if (transfer_status status=ram_port - > write (address, data)) {
      // 通過端口ram_port調(diào)用存儲器寫方法
      cout < < "Write RAM successfully" < < endl;
}
else cout < < "Write RAM fail" < < endl;
if (transfer_status status=ram_port - > read (address, data)) {
// 通過端口ram_port調(diào)用存儲器讀方法
      cout < < "Read RAM successfully" < < endl;
}
  else cout < < "Read RAM fail" <