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基于SystemC 事务级的建模仿真研究

作者:  时间:2010-11-24 10:52  来源:EDN

  此外,对于整个系统的事务级仿真,更需要一些直接明确的数据来对系统性能进行评估,例如需要知道系统中发送数据的数目,某一时刻系统的状态、发生的事件等等。CCSS 提供的监控器(monitor )可以解决这一问题。

  对于监控系统仿真情况,CCSS 提供了3 种类型的监控器,分别为表格、消息以及数据类型。程序中设置此三种监控器,对期望的系统行为进行监控,调整系统参数带来的性能改变也可以清晰显示。根据记录结果,观察系统弱点,以此为出发点进行改进系统。

  图1 总结出系统的TLM 建立及仿真流程,TLM 建模思想见部分2 中描述,在整个系统仿真、修改过程中,验证平台(testbench )保持不变从而减少工作量,同时系统修改前后的性能也有更好的可比性。

  4.具体实例

  这部分给出一例子,结合数据来说明由TLM 组建的系统在CCSS 中进行仿真的方法及特点。如图2 所示一简单IP 路由系统。该系统实现简单路由寻址,分析数据属于本地地址还是其他地址。该系统有四个主设备:DMA 控制器、路由分析(Router)、本地输出(Local)、其他输出(Forward)模块,两个从设备:存储器(Memory)、仲裁(Arbiter)模块。

  遵循部分2 中所叙述思想对系统中模块进行事务级建模。

  IP 数据包产生(IP Packet Generator )模块这里为testbenchIP 数据包分析(IP Packet Parser)模块分析接收来的IP 包,然后送入DMA 控制器,DMA 控制器再将数据送入存储器中,路由分析模块进行路由分析,本地输出模块为本地地址端口输出、其他输出模块为其他地址端口输出。

  初步系统设计,对于Router 模块,考虑使用软件或者硬件实现,具体根据系统性能结果决定。

  探测系统性能,在此主要分析IP 包丢失率。鉴于存储器的大小直接关系整个系统的成本,同时系统的路由延迟(latency )关系到系统性能。可以同时考虑该两项对IP 包的丢失的影响。对于使用硬件实现Router 模块,路由延迟范围值在1-40 时间单位之间;而使用软件实现范围值则在3000-7000 时间单位之间。

  整个系统中使用三种类型的监控器进行验证系统行为,在IP Packet Parser 模块内考察IP 包丢失情况,分析存储器大小和系统延迟带来的影响。改变存储器大小和延迟大小,根据IP Packet Parser 模块内监控器记录得出结果。如图3 所示。

  结合图3,可以看出,当存储器容量一定时,延迟越大,系统性能也就越差,也就是说,这种情况下,系统为了达到较好的性能,就需要使用硬件实现Router 模块。使用软件实现Router 模块虽然可以降低成本,但是带来的是系统性能的降低;提高存储器容量可以对此进行补偿,但是同时也增加了一定的成本。所以需要同时考虑两方面的因素,进行折衷选择。

  另外一方面,在延迟latency = 1 时,即使用硬件实现路由分析模块时,系统在存储器容量大于20K 以后,性能几乎没有提高,这时,考虑到到系统瓶颈,重点将不放在延迟及存储器大小,而转为分析系统架构的原因。

  5.结论

  SystemC 语言中TLM 具有建模效率高、仿真速度快的特点,本文结合其特点给出了一种建模思想。CoCentric System StudioCCSS )支持完全的TLM 仿真,并且支持各种调试,可以明确分析系统性能,给出仿真流程。结合例子来说明在CCSS 内进行TL 建模组建系统并仿真,可以得出对系统改进的指导结果。

  参考文献

[1] SystemC v2.0.1 User Guide http://www.systemc.org [2]M.Caldari, M.ConTI, M.Coppola, S.Curaba, L.Pieralis, C.Truchetti “Transaction-Level Models for AMBA Bus Architecture Using SystemC 2.0” IEEE Design, Automation and Test in Europe Conference and Exhibition, 2003 pp. 26—31
[3] Ali Sayinta,Gorkem Canverdi, Marc Pauwels, Amer Alshawa, Wim Dehaene,“A mixed abstraction level Co-simulation case study using systemc for system on chip verification” IEEE Design, Proceedings of the Design,Automation and Test in Europe Conference and Exhibition, 2003 pp. 95—100
[4]
陈曦,徐宁仪《SystemC 片上系统设计》 ISBN7-03-012292-5 [5]CoCentric System Studio User Guide version 2002.05-SP2, December 2002 [6]DesignWare.AMBA SystemC Library User Guide Version V-2003.12, December 2003

  注:基金支持:中国科学院知识创新工程重大项目 (KGCX-XW-15)

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