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1. SystemC Setup
从www.systemc.org下载最新的SystemC library，这里我们统一使用已经stable的2.1.v1版。在library下载到本地以后，需要进行一次性的安装流程。这个安装流程是利用用户所使用的编译环境编译用户所需的基本SystemC library的过程。
对于Linux和Windows的安装流程是不一样的，下面分别详述。
1.1. For Linux
1、 解压缩包
a) gunzip systemc-2.1.v1.tgz
b) tar –xvf systemc-2.1.v1.tar
2、 安装library
a) 进入安装目录
cd systemc-2.1.v1
b) 创建临时文件夹
mkdir temp
cd temp
c) 设置环境
setenv CXX g++
d) 配置包
../configure
e) 编译包
gmake
f) 安装包
gmake install
g) 删除临时文件夹
rm –rf temp
经过以上的步骤，SystemC就安装完成了。
1.2. For Windows
要在Windows环境下使用SystemC，需要标准的C++编译器。在这里，我们统一使用VC++6.0。以下的操作都本地已经安装了VC++6.0。
1、 进入SystemC安装目录下的msvc60SystemC子目录，如：
C:systemc-2.1.v1msvc60SystemC
2、 双击SystemC.dsw，VC++6.0会自动运行
3、 点击 或按ctrl+F5，开始编译SytemC.lib。编译过程的最后会询问exe文件的名字，选择Cancel。
经过以上的步骤，在systemc-2.1.v1msvc60SystemCDebug目录下，会生成SytemC.lib这个文件。安装完成。 2. SystemC Design Example
2.1. Module Design
本文以AMBA协议中AHB上的Reset Controller的设计为例子，具体说明SystemC的设计流程。
2.1.1. Introduction to Reset Controller
当外部复位指示POReset信号到来时，Reset controller产生系统的复位信号。其结构如下图：
2.1.2. Signal Descriptions
2.1.3. Function and operations
POReset是个异步复位的指示信号。HRESETn对POReset打了三拍以消除亚稳态。以下是时序示意图：
在这里，我们用一个状态机来完成打三拍的操作，状态机状态转换示意图如下：
下图是Reset Controller的电路示意图：
2.1.4. SystemC Source Code
/******************************************************
Filename : rst_ctrl.h
Auther : Richeal.Li
Date : 2006-09-08
******************************************************/
#include "systemc.h"
SC_MODULE(rst_ctrl){
sc_in <bool> HCLK ;
sc_in <bool> POReset ;
sc_out <bool> HRESETn ;
enum state_type{ ST_POR = 0x1, ST_INI1 = 0x2, ST_INI2 = 0x3, ST_RUN = 0x4};
sc_signal <state_type> rst_state;
void prc_rst_ctrl() ;
SC_CTOR(rst_ctrl){
SC_METHOD(prc_rst_ctrl) ;
sensitive_pos << HCLK ;
sensitive_neg << POReset;
}
};
/******************************************************
Filename : rst_ctrl.cpp
Auther : Richeal.Li
Date : 2006-09-08
******************************************************/
#include "rst_ctrl.h"
void rst_ctrl::prc_rst_ctrl(){
if(!POReset.read()){
rst_state = ST_POR;
HRESETn = 0 ;
}
else
switch(rst_state){
case ST_POR :
HRESETn = 0 ;
rst_state = ST_INI1 ;
break;
case ST_INI1:
HRESETn = 0 ;
rst_state = ST_INI2 ;
break;
case ST_INI2:
HRESETn = 0 ;
rst_state = ST_RUN ;
break;
case ST_RUN :
HRESETn = 1 ;
rst_state = ST_RUN ;
break;
default:
HRESETn = 1 ;
rst_state = ST_RUN ;
break;
}
}
2.2. Testbench Design
为了验证设计的正确性，我们还需要编写Testbench。因为设计非常简单，这里的Testbench只做以下两件事情：
1、 产生激励；
2、 保存波形
2.2.1. Generate POReset
/******************************************************
Filename : gen_poreset.h
Auther : Richeal.Li
Date : 2006-09-08
******************************************************/
#include "systemc.h"
SC_MODULE(gen_poreset){
sc_out <bool> POReset ;
void prc_gen_poreset() ;
SC_CTOR(gen_poreset){
SC_THREAD(prc_gen_poreset);
}
};
/******************************************************
Filename : gen_poreset.cpp
Auther : Richeal.Li
Date : 2006-09-08
******************************************************/
#include "gen_poreset.h"
void gen_poreset::prc_gen_poreset(){
//1st POReset
POReset.write(1);
wait(45, SC_NS) ;
POReset.write(0);
wait(60, SC_NS) ;
POReset.write(1);
wait(100, SC_NS);
//2nd POReset
POReset.write(1);
wait(45, SC_NS) ;
POReset.write(0);
wait(60, SC_NS) ;
POReset.write(1);
}
2.2.2. Generate Clock and Dump Wave
以下给出了testbench的顶层代码，要注意的是：时钟的产生必须在main顶层，不能放在子模块中产生。
/******************************************************
Filename : main.cpp
Auther : Richeal.Li
Date : 2006-09-08
Description : The testbench of rst_ctrl
******************************************************/
#include "rst_ctrl.h"
#include "gen_poreset.h"
int sc_main(int argc, char * argv[]){
sc_signal <bool> rst_n ;
sc_signal <bool> prst ;
sc_trace_file * tf; //建立文件指针
sc_clock clk("clk", 20, SC_NS); //产生时钟
gen_poreset u_gen_poreset("gen_poreset");
u_gen_poreset.POReset(prst) ;
rst_ctrl u_rst_ctrl("u_rst_ctrl");
u_rst_ctrl.HCLK(clk) ;
u_rst_ctrl.POReset(prst) ;
u_rst_ctrl.HRESETn(rst_n) ;
tf = sc_create_vcd_trace_file("dump"); //dump波形，波形为VCD格式
sc_trace(tf, clk, "HCLK") ;
sc_trace(tf, prst, "POReset") ;
sc_trace(tf, rst_n, "HRESETn") ;
sc_start(500, SC_NS); //设置运行时间
sc_close_vcd_trace_file(tf);
cout << "Finished at time " << sc_time_stamp() << endl;
return 0;
}
3. Compile design and watch wave
3.1. For Linux
3.1.1. Create Makefile
要在Linux环境下编译SystemC的工程，需要编写Makefile。假设我们已经建立了一个名叫rst_ctrl的文件夹，里面包含了以上给出的5个设计文件：main.cpp，rst_ctrl.cpp，rst_ctrl.h，gen_poreset.cpp，gen_poreset.h。
为了编译这些文件，我们需要Makefile和Makefile.defs两个文件。Makefile的内容如下图所示，请大家仅仅修改第10行和第11行。其中，MODULE的含义并不是设计的模块名，而是编译以后可执行文件的名字。在SRCS里仅指定.cpp文件即可，不用指定.h文件
Makefile.defs文件较长，在这里不再专门列出。设计者只需要修改第一行，指定SystemC的安装目录即可。图下是Makefile.defs的部分内容，只需修改蓝色部分即可，其余部分不要修改。
在编写完Makefile和Makefile.defs文件后，输入命令：
make –f Makefile
编译成功后，将会产生rst_ctrl.exe。运行它，得到最后的仿真结果。
3.1.2. Watch wave
我们常用的Debussy和Virsim都可以察看VCD文件，下面以Virsim为例简述查看的过程。
输入vcs –RPP打开Virsim，在file->open中选择产生的VCD文件。
打开波形，添加想要观察的端口，就可以查看波形了。
3.2. For Windows
3.2.1. Create New Project
点击File->New，选择Win32 Console Application，输入工程的名字及路径，建立新工程。
3.2.2. Project Settings
点击Project->Settings（或者按Alt+F7），完成以下三步。
1、 选择C/C++栏中C++ language分类，选上RTTI（红线部分）；
2、 选择C/C++栏中Preprocessor分类，指定路径（红线部分）；
3、 选择link栏中Input分类，指定路径（红线部分），并且手动在Project Options中输入systemc.lib。
完成了以上三步，一个SystemC的工程就创建完毕了。接下来的工作仅仅是往工程中添加相应的设计文件，然后再编译即可。
3.2.3. Watch wave
在Windows环境下可以利用Modelsim来查看VCD文件。以下详述用Modelsim查看VCD文件的流程。
1、 创建Modelsim新工程，为了使用起来方便，我们有意将Modelsim的工程目录和SystemC设计目录设置成同一个。例如：
2、 将VCD文件，例如：dump.vcd添加至这个新工程里头来。
3、 输入命令：vcd2wlf dump.vcd dump.wlf，将VCD文件转换成Modelsim可以读取的wlf文件。
4、 打开dump.wlf文件，就可以查看仿真波形了。在这里，为了将来查看新仿真结果的方便，建议将dump.wlf也添加到工程中来。将来每次vcd2wlf命令操作后，就可以直接双击wlf文件来查看波形了。
5、 双击dump.wlf，察看波形。
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