Hardware/Software Codesign with SystemC

1. Hardware/Software Codesign with SystemC HM-ES-th1 Les 4

2. SystemC Hiërarchie • Een module kan (sub)modules bevatten in port module channel submodule submodule out port

3. Verbindingen tussen modules • Verbindingen tussen hiërarchische niveaus: • Input van module (rechtstreeks) verbonden met input van submodule. • Outputvan submodule(rechtstreeks) verbonden met outputvan module. • Verbindingen binnen een hierarchische niveau: • Output van een module (via een channel) verbonden met de input van een andere module (op hetzelfde niveau).

4. 2 bit full adder • Schema (opgebouwd uit twee 1 bit full adders). Cin A0 B0 A1 B1 Adder2Bits adder0 adder1 Cin Cin A A B B S S Cout Cout carry S1 Cout S0

5. 2 bit full adder SC_MODULE(Adder2Bits) { sc_in<sc_logic> A0, B0, A1, B1, Cin; sc_out<sc_logic> S0, S1, Cout; SC_CTOR(Adder2Bits): adder0("adder0"), adder1("adder1") { adder0.A(A0); adder0.B(B0); adder0.Cin(Cin); adder0.S(S0); adder0.Cout(carry); adder1.Cin(carry); adder1.A(A1); adder1.B(B1); adder1.S(S1); adder1.Cout(Cout); } private: Adder adder0, adder1; sc_signal<sc_logic> carry; };

6. 2 bit full adder (alternatief) SC_MODULE(Adder2Bits) { sc_in<sc_logic> A0, B0, A1, B1, Cin; sc_out<sc_logic> S0, S1, Cout; SC_CTOR(Adder2Bits) { SC_METHOD(add); sensitive<< A0 << B0 << A1 << B1 << Cin; } private: voidadd() { sc_uint<3> a = 0, b = 0, c = 0; a[1] = A1.read().to_bool(); a[0] = A0.read().to_bool(); b[1] = B1.read().to_bool(); b[0] = B0.read().to_bool(); c[0] = Cin.read().to_bool(); sc_uint<3> s = a + b + c; S0.write(sc_logic(s[0].to_bool())); S1.write(sc_logic(s[1].to_bool())); Cout.write(sc_logic(s[2].to_bool())); } };

7. De 2 bit full adder opgebouwd met twee 1 bit full adders noemen we een structural model. • De 2 bit full adder waarvan het gedrag wordt beschreven zonder gebruik te maken van submodules noemen we een behavioral model.

8. Modules • Modules are the basic building blocks for partitioning a design • A module is a structural entity, which can contain processes, ports, channels, member functions not registered as processes and instances of other modules • A module is the foundation of structural hierarchy • Modules allow designers to hide internal data representation and algorithms from othermodules • Designers are forced to use public interfaces to other modules, thus making the entire system easier to change and maintain  reusability = lower design time

9. Processes • Processes are small pieces of code that run concurrently withotherprocesses. • Functionality is described in processes. • Processes must be contained withina module. • They are registered as processes with the SystemC kernel, using a process declaration in the module constructor. • Processes accept no arguments and produce no output

10. SystemC in UML

11. Fixed point getallen • Eenfixed pointgetalheefteenbepaaldaantal bits voor de decimale punt en eenbepaaldaantal bits na de decimale punt. • Fixed point getallenkunnen in eenintegerwordenopgeslagen. De programmeurmoetdanwelzelfonthoudenwaar de decimale punt staat. • Rekenen met fixed point getallen: • Optellen en aftrekken nietsbijzonders. • Vermenigvuldigen resultaatnaarrechtsschuivenzodatdecimale punt weergoedstaat. • Delen resultaatnaar links schuivenzodatdecimale punt weergoedstaat.