基于SystemC的多核模型总线及通信模块设计

摘要

为了应对日益复杂的应用，处理器芯片的设计现在已经基本达成一个共识：将来一个芯片内会集成多个甚至成百上千个处理器。同时随着系统芯片(SoC)技术的发展，芯片的复杂性日益增加，如何在设计之初，准确的从整体上把握系统架构，并对其性能、功耗进行评估，成为SoC设计中重大挑战之一。本文对基于SystemC的多核模型总线及通信模块设计进行了研究。主要内容如下： ⑴建立了异构多核体系高层模型，对其架构进行评估和优化，建立了系统总线的高层次抽象模型，最终实现整个系统的抽象模型，从而在设计之初准确地把握系统架构。 ⑵考虑到SystemC是系统级设计的统一硬件建模语言，支持从概念到实现的无缝设计流程，并且能够在早期进行软硬件的协同验证。使用基于SystemC的事务级设计方法可以提高设计的抽象层次，降低设计复杂度，提高仿真速度，同时基于SystemC的验证平台可以重复利用为硬件实现模块设计的验证平台。因此，为了提高设计验证的效率，本文运用SystemC建立异构多核处理器的事务级参考模型，并进行功能验证。 ⑶以当今热门的异构多核体系作为SystemC的建模对象，探讨了多核处理器通信原理，并且对基于Shared Memory总线模块及其接口设计进行了深入的研究。平台搭建完成之后，对SystemC建立的系统模型进行仿真验证，同时还把JPEG解压程序进行任务划分移植到双核系统上去。仿真结果表明系统模型搭建正确，并且体现了SystemC事务级建模在体系结构设计以及验证方面的优势。