预备打工人之SystemC学习（二）——一个全加器的例子半加器全加器测试模块顶层模块

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我是靠谱客的博主执着树叶，这篇文章主要介绍预备打工人之SystemC学习（二）——一个全加器的例子半加器全加器测试模块顶层模块，现在分享给大家，希望可以做个参考。

预备打工人之SystemC学习

半加器
全加器
测试模块
- driver模块
- monitor负责监控
顶层模块

这是一个全加器的例子。
这个全加器是由两个半加器构成，这样可以学习一下层次的连接与描述。

半加器

一位的半加器就是输入a,b，输出进位符号c和结果sum。由于和c++一样的描述，所以将module定义写在.h文件中，将具体函数写在.c中。
1、首先是.h中

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#include "systemc.h"
SC_MODULE(half_add){
sc_in<bool> a,b;
sc_out<bool> sum,carry;
void prc_half_add();
SC_CTOR(half_add){
SC_METHOD(prc_half_add);
sensitive<<a<<b;
}
};

SC_MODULE类似创建一个类（systemc模板）
定义了两个bool类型的输入a和b，两个输出sum和carry。
定义了主要的函数prc_half_add()，这个函数将在.c中具体定义，并且是关系到输入与输出的。
SC_CTOR是为MODULE定义了构造函数，其中SC_METHOD是将函数加载到模块，sensitive是指敏感列表。

2、下面是cpp内容，具体定义了half_add类下面的具体函数prc_half_add。函数里是输出与输入的关系。

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#include "half_add.h"
void half_add::prc_half_add(){
sum=a*b;
carry=a&b;
}

全加器

由半加器组成全加器，主要就是调用半加器来构成。和半加器的一样，分为.h和.cpp两个文件。

1、.h文件

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#include "systemc.h"
#include "half_add.h"
SC_MODULE(full_add){
sc_in<bool> a,b,c_i;
sc_out<bool> sum,carry;
sc_signal<bool> c1,s1,c2;
void prc_or();
half_add * half1_ptr,*half2_ptr;
SC_CTOR(full_add){
half1_ptr= new half_add("half1");
half1_ptr->a(a);
half1_ptr->b(b);
half1_ptr->sum(s1);
half1_ptr->carry(c1);
half2_ptr= new half_add("half2");
half2_ptr->a(s1);
half2_ptr->b(c_i);
half2_ptr->sum(sum);
half2_ptr->carry(c2);
SC_METHOD(prc_or);
sensitive<<c1<<c2;
}
~full_add(){
delete
half1_ptr;
delete
half2_ptr;
}
};

SC_MODULE中定义了bool的三个输入a,b,c_i 和两个输出sum和carry。
注意到设置了三个bool的信号变量，信号变量是用来链接模块的中间量。
为了调用两个半加器模块，创建了两个指针。
在SC_CTOR中呢，

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 half1_ptr= new half_add("half1");

指针分指向新建的创建的半加器，括号里的是自己取的名称。

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 half1_ptr->a(a);

并且使用了上述语句将半加器模块的端口与全加器端口连接，两个半加器中模块的连接使用信号。
值得注意的是，因为创建了指针，所以需要析构函数进行释放。

2、.cpp文件

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#include "full_add.h"
void full_add::prc_or(){
carry=c1|c2;
}

测试模块

测试模块就是verilog中的test bench。
但是SystemC中，测试模块比较麻烦，需要两个模块，第一个模块是驱动模块产生信号，第二个模块是监视器监控输入输出信号。

driver模块

驱动将产生信号给全加器的输出
1、driver.h驱动

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#include "systemc.h"
SC_MODULE(driver){
sc_out<bool> d_a,d_b,d_cin;
void prc_driver();
SC_CTOR(driver){
SC_THREAD(prc_driver);
}
};

这里的驱动模块只有输出，这些输出将用于全加器。并且在CTOR中使用的是SC_THREAD而不是SC_METHOD

2、driver.cpp驱动

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#include "driver.h"
void driver::prc_driver(){
sc_uint<3> pattern;
pattern=0;
while(1){
d_a=pattern[0];
d_b=pattern[1];
d_cin=pattern[2];
wait(5,SC_NS);
pattern++;
}
}

创建了3位的变量pattern，将每一位分别赋予a,b,cin，并且过5ns后pattern也会改变

monitor负责监控

1、同样是systemc.h中

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#include "systemc.h"
SC_MODULE(monitor){
sc_in<bool> m_a,m_b,m_cin,m_sum,m_cout;
void prc_monitor();
SC_CTOR(monitor){
SC_METHOD(prc_monitor);
sensitive<<m_a<<m_b<<m_cin<<m_sum<<m_cout;
}
};

这个模块就只有输入了
2、在.c文件中具体使用cout来进行输出

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#include "monitor.h"
void monitor::prc_monitor(){
cout<<"At time"<<sc_time_stamp()<<"::";
cout<<"(a,b,carry_in): ";
cout<<m_a<<m_b<<m_cin;
cout<<"(sum,carry): "<<m_sum<<m_cout<<endl;
}

顶层模块

刚刚每个模块都已经完成，最后需要一个顶层模块全部串起来。

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#include "driver.h"
#include "monitor.h"
#include "full_add.h"
int sc_main(int argc,char * argv[]){
sc_signal<bool> t_a,t_b,t_cin,t_sum,t_cout;
full_add f1("FULLADDerwithHalfadder");
f1<<t_a<<t_b<<t_cin<<t_sum<<t_cout;
driver d1("Generator");
d1.d_a(t_a);
d1.d_b(t_b);
d1.d_cin(t_cin);
monitor mo1("Monitor");
mo1<<t_a<<t_b<<t_cin<<t_sum<<t_cout;
sc_start(100,SC_NS);
return 0;
}

只要有sc_main函数，程序就会从sc_main开始。
注意，端口的连接只能用信号
所以，创建了一系列的bool值用作信号。
创建了full_add的f1和driver 的d1和monitor 的mo1。
然后就调用，连接
最后 sc_start(100,SC_NS);表示开始仿真100ns。