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SystemC

SystemC viene spesso pensato come un linguaggio di descrizione hardware, simile al VHDL o al Verilog, ma più precisamente è un linguaggio di descrizione dei sistemi, poiché mostra la sua potenza di funzionamento nei modelli a transizione di livelli e comportamentali.

Il SystemC è un insieme di librerie e macro scritte in C++ con cui è possibile simulare processi concorrenti, ovvero che avvengono nello stesso momento, ognuno descritto attraverso la sintassi C++. Nell'ambiente di lavoro del SystemC, gli oggetti descritti in questo modo possono comunicare in un ambiente simulato real-time attraverso segnali di tutti i tipi di dato offerti dal C++, insieme ad altri offerti dalle librerie SystemC, oltre a quelli definiti dall'utilizzatore.

Il linguaggio offre una semantica simile a quella di VHDL e Verilog, ma al costo di un aggravamento sintattico rispetto a questi. D'altro canto, permette un maggiore libertà espressiva, come programmazione orientata agli oggetti e classi template. Più in generale, SystemC è sia un linguaggio di descrizione sia un sistema di simulazione che permette di generare un eseguibile che si comporta come il modello descritto al momento dell'esecuzione. Le prestazioni del sistema di simulazione non sono paragonabili a quelli dei simulatori VHDL/Verilog commercializzati attualmente, pensati per la progettazione a livello RTL.

Storia

ARM Ltd., CoWare, Synopsys e CynApps unirono le forze per sviluppare SystemC (successivamente CynApps divenne Forte Design Systems), pubblicando la prima bozza nel 1999. Il concorrente principale all'epoca era SpecC, un altro pacchetto open source basato sul C++, sviluppato da membri dell'Università di Irvine, California, e da alcune compagnie giapponesi.

A giugno del 2000 venne formato un gruppo di standardizzazione denominato Open SystemC Initiative con il compito di organizzare le attività e permettere ai concorrenti di Synopsys, Cadence e Mentor Graphics, di avere voce nello sviluppo.

A luglio 2004 Synopsys terminò il proprio coinvolgimento in SystemC.

Caratteristiche

Moduli

I moduli costituiscono i blocchi base di un progetto SystemC. Un modello di solito consiste in diversi moduli che comunicano attraverso le porte. I moduli possono essere pensati come i blocchi costruttivi del linguaggio.

Porte

Le porte permettono la comunicazione fra l'interno del modulo e l'esterno, di solito verso altri moduli.

Processi

I processi sono i componenti principali che realizzano l'elaborazione. Sono ad esecuzione concorrente.

Canali

I canali sono gli elementi che permettono la comunicazione nel SystemC. Possono essere semplici connessione o sistemi di comunicazione complessi, come code FIFO o bus

Canali elementari:

  • signal
  • buffer
  • fifo
  • mutex
  • semaphore

Interfacce

Le porte usano le interfacce per comunicare con i canali.

Eventi

Permette la sincronizzazione fra i processi.

Tipi di dati

Il SystemC introduce vari tipi di dati che supportano la modellazione dell'hardware.

Tipi standard estesi:

  • sc_int<> 64-bit intero con segno
  • sc_uint<> 64-bit intero senza segno
  • sc_bigint<> intero a precisione arbitraria con segno
  • sc_biguint<> intero a precisione arbitraria senza segno

Tipi logici:

  • sc_bit singolo bit a 2 valori
  • sc_logic singolo bit a 4 valori
  • sc_bv<> vettore di sc_bit
  • sc_lv<> vettore di sc_logic

Tipi in virgola fissa:

  • sc_fixed<> template in virgola fissa con segno
  • sc_ufixed<> template in virgola fissa senza segno
  • sc_fix tipo in virgola fissa con segno
  • sc_ufix tipo in virgola fissa senza segno

Esempio

Esempio di codice per un sommatore: 

#include "systemc.h"

SC_MODULE(adder)          // dichiarazione di modulo (classe)
{
  sc_in<int> a, b;        // porte
  sc_out<int> sum;

  void do_add()           // processo
  {
    sum = a + b;
  }

  SC_CTOR(adder)          // costruttore
  {
    SC_METHOD(do_add);    // register do_add to kernel
    sensitive << a << b;  // sensitivity list of do_add
  }
};

Bibliografia

Collegamenti esterni

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