System C特點及FPGA設(shè)計
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2．過程
模塊中的處理過程（process）類似于C語言中的子程序，與C語言中的子程序不同的的是它具有HDL語言中的觸發(fā)功能。處理過程（process）的具體工作部分被保存為.cpp文件。處理過程的調(diào)用類似于在C語言中子程序的調(diào)用。根據(jù)不同的要求，SystemC中有三種處理過程。
● Methods : SC_METHOD()
● Threads : SC_THREAD()
● Clock Threads : SC_CTHREAD() SC_METHOD是用來描述組合邏輯，它由輸入信號的變化觸發(fā)，但不能在兩次調(diào)用中保存控制狀態(tài)。并且在SC_METHOD中不能包含無限循環(huán)。由于組合邏輯有可能導(dǎo)致毛刺的產(chǎn)生，從而影響系統(tǒng)性能，所以SC_METHOD不易太復(fù)雜。
下面是一個簡單的SC_METHOD例子：
SC_MODULE(example) {
sc_in din;
sc_out dout;//端口
void inverter();//處理過程聲明
SC_CTOR(example) {
SC_METHOD(inverter);
sensitive(din);//處理過程由輸入變化觸發(fā)
}
};
處理過程inverter如下：
void example::inverter() {
bool internal;
internal = din;//輸入數(shù)據(jù)取反后由輸出端口輸出
dout = ～internal;
}
SC_THREAD是最常用的處理過程，基本上可以用在任何地方。它是由輸入信號的變化觸發(fā)，但與SC_METHOD不同的是它可以在兩次調(diào)用這保存控制狀態(tài)。它的功能類似于積存器的功能。SC_THREAD中可以包含有wait()函數(shù)，這使得處理過程可以被掛起。
SC_CTHREAD是SC_THREAD的一種特殊情況。SC_CTHREAD能產(chǎn)生更好的綜合效果。SC_CTHREAD中可以使用wait()函數(shù)。在不同的狀態(tài)間加入wait()函數(shù)，設(shè)計人員可以用SC_CTHREAD來實現(xiàn)狀態(tài)機。這種設(shè)計風(fēng)格是簡便的而且容易理解。SC_CTHREAD只能由時鐘信號沿觸發(fā)，而SC_THREAD可以由其它非時鐘信號觸發(fā)。如果在時鐘上跳邊觸發(fā)，可以使用pos()函數(shù)，反之用neg()。
為進一步說明SC_CTHREAD，下面給出了一個SC_CTHREAD的例子。
SC_MODULE(example) {
sc_in_clk clock;//輸入時鐘
sc_in trigger, din;
sc_out dout;
void invert();
SC_CTOR(example) {
SC_CTHREAD(toggler, clock.pos());//時鐘上升沿觸發(fā)
}
}
void example::invert() {
bool last = false;
for (;;) {
wait_until(trigger.delayed() == true);//等到下個時鐘上升沿 //且trigger=1再執(zhí)行
last = din; dout = last; wait();
last =～din; dout = last;wait();//下個上升沿才更改數(shù)據(jù)
}
}
3．端口與信號
與HDL語言相似，使用System C庫就可以在C程序中加入端口和信號。這些原先C語言中沒有的功能，使設(shè)計更復(fù)合硬件設(shè)計的要求。
模塊與模塊之間是通過端口信號加一聯(lián)系。只要兩個端口被連接在一起，信號就可以在它們之間進行傳遞。對于這一點習(xí)慣用HDL進行設(shè)計的設(shè)計人員是很容易理解和接受的，因為這和HDL中端口的功能是一樣的。 信號只是在一個模塊的內(nèi)部使用，這也是和HDL中信號的用法是一致的。 下面給出端口和信號聲明的例子。
sc_in“類型”> din// 輸入端口din
sc_out“類型”> dout// 輸出端口dout
sc_inout“類型”> q// 輸入輸出端口q
sc_signal i[16]; //創(chuàng)建一個具有16比特的邏輯型信號i
4．?dāng)?shù)據(jù)類型
考慮到硬件設(shè)計的要求，System C中也加入了一些硬件設(shè)計中常用的數(shù)據(jù)類型。具體如下：
sc_int 有符號整數(shù)類型，最大有64個比特位。
sc_uint 無符號整數(shù)類型，最大有64個比特位。
sc_bigint 有符號整數(shù)類型，任意比特位，其最大比特位定義在
sc_constants.h中。
sc_biguint 無符號整數(shù)類型，任意比特位，其最大比特位定義在
sc_constants.h中。
sc_bit 二值數(shù)據(jù)，單比特位。
sc_logic 四值數(shù)據(jù)，單比特位。
sc_bv 二值數(shù)據(jù)，任意比特位。
sc_lv 四值數(shù)據(jù)，任意比特位。
sc_fixed 參數(shù)固定的有符號定點數(shù)。
sc_ufixed 參數(shù)固定的無符號定點數(shù)。
sc_fix 參數(shù)不固定的有符號定點數(shù)。
sc_ufix 參數(shù)不固定的無符號定點數(shù)。
User defined structs 用戶自定義結(jié)構(gòu)
以上是一些System C的基本概念。
五、結(jié)論
System C是一種很有效的設(shè)計方法，它不僅可以幫助設(shè)計人員完成一個復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計，還可以避免傳統(tǒng)設(shè)計中的各種弊端，并提高設(shè)計人員的工作效率。它的這些優(yōu)點使System C在復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計中大有作為。并且習(xí)慣用HDL的設(shè)計人員，可以很容易地轉(zhuǎn)到用System C設(shè)計。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/151249.htm
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