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系統(tǒng)級語言SystemVerilog和SystemC的融合
Synopsys
摘要: SystemVerilog和SystemC不久前依然被視為相互排斥的兩種環(huán)境,而現(xiàn)在可以相互協(xié)作,并為實現(xiàn)設計和驗證方法提供平滑流暢的系統(tǒng)。
Abstract:
Key words :

隨著項目復雜程度的提高,最新的系統(tǒng)語言的聚合可以促進生產能力的激增,并為處在電子設計自動化(EDA)行業(yè)中的設計企業(yè)帶來益處。SystemVerilogSystemC這兩種語言在設計流程中的共存,可以帶來顯著的實際利益和經濟效果。

SystemVerilog和SystemC不久前依然被視為相互排斥的兩種環(huán)境,而現(xiàn)在可以相互協(xié)作,并為實現(xiàn)設計和驗證方法提供平滑流暢的系統(tǒng)。

在真實設計流程中的經驗清楚地表明,這兩種語言非但不是相互對立,而且還是一種互補的關系。將兩種語言在同一種環(huán)境下使用,會帶來確實的利益并明顯縮短項目周期。

SystemC和SystemVerilog在不同的設計領域中,分別有各自的特點。兩種標準的結合,將從系統(tǒng)規(guī)范、門電路布局直至設計驗證,為設計人員提供一種可供選擇的綜合語言環(huán)境。這種結合可以看作是工具和語言相統(tǒng)一的轉變潮流中的重要部分,這種統(tǒng)一是為了支持最終用戶的需求,而不僅僅是為了方便工具供應商。


SystemVerilog應運而生

SystemVerilog在一種語言中結合了現(xiàn)代的設計和驗證環(huán)境,因此消除了當今在芯片設計過程中的大量瓶頸。通過建立在Verilog的基礎上,這種語言可在現(xiàn)有的基于Verilog的流程中采用更多的不同功能,從而使設計者在認知過程中少走彎路。

通過結合Verilog與C語言大量的最佳特性,SystemVerilog易于使用、為人們所熟悉,并提供實現(xiàn)簡明設計和自動化測試平臺的特征。而且,由于SystemVerilog語言是Verilog的擴展集,因此在現(xiàn)有環(huán)境下使用相當方便。

SystemVerilog 3.0為硬件設計團隊的簡明設計提供了強大的基礎,使模型很快生成并易于糾錯。最新版SystemVerilog 3.1還為創(chuàng)建現(xiàn)代化的測試平臺增加了關鍵的驗證功能。


操控簡明的設計與驗證平臺

SystemVerilog包含所有Verilog源語言,包括Verilog IEEE 1364委員會2001年增加的新功能。一流的生成功能、經過簡化的端口處理、動態(tài)變量及各種其他功能使Verilog使用起來更加直截了當。

SystemVerilog 3.0含有列舉類型和構件等豐富的basic C編程功能。SystemVerilog 3.1(將于2003年年中推出)新版本將增加面向特定目標的性能及其他大量重要功能,從而使Verilog用戶在編程方面具有全面的靈活性,這對于驗證和系統(tǒng)建模處理是至關重要的。

SystemVerilog3.0主要改善設計過程中的RTL編碼工作,最新版中含有的各種專用功能,可以更加簡明地編寫綜合化的RTL代碼,減少工時和故障風險。此外,經強化后,新的接口構件提供了生成新的編碼字段的能力,允許更深程度的提取和與架構環(huán)境的鏈接,同時大大提高了設計的透明度,在這一層面上還引入了判斷功能,這樣,設計人員可以在代碼中加入規(guī)范元素,進一步提高板塊級的驗證自動化。


統(tǒng)一驗證提高工作效率

如果SystemVerilog3.0旨在提高設計效率,那么3.1版則側重于提高驗證效率。SystemVerilog為測試平臺開發(fā)提供單獨、一致的語法和語義。這種語言中包含豐富的判斷功能,這是制定驗證場合詳細規(guī)范所必需的。新版本具備功能運行環(huán)境和自動化的測試生成器,也提供強大的交易層測試的編程特性,適用于系統(tǒng)和設計實現(xiàn)的驗證。

SystemVerilog通過一種獨立、簡單的聚合性語言可以滿足所有的驗證需求。


SystemVerilog與SystemC

SystemC由于其開放式狀態(tài),已在設計界得到廣泛認可,從而擁有大量功能強大、可互操作的基于SystemC的工具和技術。 SystemC主要優(yōu)點是能夠以開放式C++擴展語言的形式,利用標準軟件語言并添加結構性和系統(tǒng)性功能,處理硬件和軟件的協(xié)同設計和集成。SystemC正被愈來愈多地用于生成片上系統(tǒng)(SoC)設計的虛擬原型。這些以SystemC或SystemVerilog編碼的虛擬原型,可應用在交易層,允許信號細節(jié)為達到有效性能而被替換。

盡管含有大量允許使用交易層設計分析的系統(tǒng)特性,但SystemVerilog主要還是用于實現(xiàn)設計和驗證。對于從事RTL級設計和驗證的工程人員來說,這種語言可以通過多種功能顯著改善設計流程。
然而,對于當今的方法原理來說,只滿足純粹RTL設計的要求是不夠的。嵌入式處理器的使用正在迅速增長,與之伴隨發(fā)展的是解決專門縱向領域問題的完整工程平臺。SystemVerilog含有大量功能,可滿足基于平臺設計的要求,特別是在這一環(huán)境下對可重用知識產權(IP)的使用。采用接口實現(xiàn)標準通信機制建模、檢查協(xié)議相符的系統(tǒng)判斷、由C/C++到HDL一對一映射編程性能,這些都使嵌入式環(huán)境易于進行數(shù)據和控制轉移。

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要將模型提供給硬件設計人員和軟件專業(yè)人員。SystemC的設計考慮到了這一問題,在系統(tǒng)層提供了用于平臺建模的有效機制。C/C++設計模型是必須為硬件和軟件工程人員提供的,而且基于硬件的功能對于有效的、高效率的硬件建模是必要的。

處理這種對分環(huán)境最有效的方法是允許這些語言共存。平臺的基本構件是可以用C或HDL派生語言、信號或交易層建模的IP。這個IP可以采取由架構層開始的設計構件的形式,然后進一步細化到實施。驗證組件也可以采取IP形式,用于在系統(tǒng)層生成協(xié)議流或其他標準I/O。這些IP組件包含系統(tǒng)驗證要求,并且利用相應的總線功能模型可供其他驗證流程重復使用。

SystemVerilog配置了專用接口。通過這些接口,總線功能接口可以以一種對系統(tǒng)或實施工程師透明的方式進行編碼。由于這些接口含有對通訊有效性、C/C++到HDL的轉變以及總線功能編碼的判斷功能,從而為從架構到實施建立平滑的途徑提供了完整的機制。這樣,兩種環(huán)境下的用戶可以用自己習慣的方法處理模型,不必再進入另一個區(qū)域。

注重使用模型而不是偏重設計語言,這表明SystemVerilog 和SystemC兩種語言都在現(xiàn)代電子方法中占有自己的位置。

Synopsys公司認識到,同時提供對SystemC和SystemVerilog的支持對最終用戶是有益的。Synopsys是支持SystemC的發(fā)起者,并一直通過公開OpenVera測試平臺語言、共用的API和OpenVera Assertion(OVA)格式致力于推進語言的標準化進程。為了使SystemVerilog 3.1能夠做出上述貢獻,SystemVerilog包含了能夠簡化RTL設計所需的全部功能。


用語言的功能平衡用戶的需求

現(xiàn)已證明,C語言設計不僅生產效率高,而且也是對Verilog流程的補充。SystemVerilog/SystemC的整合,使軟件團隊可以在與高效的硬件設計和驗證過程開展合作的時候,用自有的編程語言進行工作,使整個方法途徑在適宜的生產水平下進行。

工具和IP供應商正在為System Verilog提供支持。IP提供商已認識到統(tǒng)一化所帶來的益處,特別是在驗證領域,語言的統(tǒng)一使他們不必考慮當前支持多種語言的需求。

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