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 HCLK ;

sc_in POReset ;

sc_out HRESETn ;

enum state_type{ ST_POR = 0x1, ST_INI1 = 0x2, ST_INI2 = 0x3, ST_RUN = 0x4};

sc_signal 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 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 rst_n ;

sc_signal 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;

}