電気回路/HDL/SystemC の導入 の変更点
更新- 追加された行はこの色です。
- 削除された行はこの色です。
- 電気回路/HDL/SystemC の導入 へ行く。
- 電気回路/HDL/SystemC の導入 の差分を削除
[[公開メモ]]
#contents
* Verilator で SystemC によるテストベンチを動かす [#l08686db]
Verilator を使うと Verilog モジュールを SystemC に変換し、
同じく SystemC で書いたテストベンチを用いて検証することが可能、
とのことでやってみました。
Verilator のインストール方法は [[電気回路/HDL/Verilator の導入（C++モード）]] にあります。
また、続きとして Verilator でカバレッジ測定を行ってみた結果を [[電気回路/HDL/SystemPerl の導入]] にまとめました。
加えて、SystemC について多少勉強した結果を [[電気回路/HDL/SystemC によるテストベンチ]] にまとめつつあります。
* SystemC のインストール [#e287567b]
SystemC の実体は C++ 上のクラスライブラリです。
Verilator を使うと合成可能な Verilog モジュール（テストベンチではない）を
SystemC ライブラリ互換のコードに変換することができます。
そのコードをコンパイルするには SystemC のインクルードファイルが必要となり、
また、実行形式を作成するには SystemC のライブラリとリンクする必要があります。
ということで、SystemC のインストールを行うことにしました。
SystemC は http://www.systemc.org/downloads/lrm から無償で落とせるのですが、
簡単なユーザー登録が必要でした。
いろいろ落としてきましたが、ここではライブラリの本体である systemc-2.2.0
のみをインストールします。
LANG:console
$ cd systemc/
$ ls
OSCI_SystemC_AMS_extensions_1v0_Standard.zip* scv-1.0p2-sysc2.2.12jun06.tgz*
TLM-2.0.1.tgz* systemc-2.2.0.tgz*
TLM_2_0_LRM.pdf* systemc_tests-2.2.0.tgz*
$ tar fxz systemc-2.2.0.tgz
$ ls
OSCI_SystemC_AMS_extensions_1v0_Standard.zip* systemc-2.2.0/
TLM-2.0.1.tgz systemc-2.2.0.tgz
TLM_2_0_LRM.pdf systemc_tests-2.2.0.tgz
scv-1.0p2-sysc2.2.12jun06.tgz
$ cd systemc-2.2.0/
$ ls
AUTHORS LICENSE README configure* msvc60/
COPYING Makefile.am RELEASENOTES configure.in msvc71/
ChangeLog Makefile.in aclocal.m4 docs/ src/
INSTALL NEWS config/ examples/
$ less INSTALL
Basic SystemC Installation
==========================
To install SystemC on a UNIX system, do the following steps:
1. Change to the top level directory (systemc-2.2)
2. Create a temporary directory, e.g.,
> mkdir objdir
3. Change to the temporary directory, e.g.,
> cd objdir
4. Set the following environment variable(s):
For gcc compilers on Linux:
> setenv CXX g++
You can also specify an absolute path to the compiler of your choice.
5. Configure the package for your system, e.g.,
(The configure script is explained below.)
> ../configure
While the 'configure' script is running, which takes a few moments,
it prints messages to inform you of the features it is checking.
It also detects the platform.
SystemC 2.2 includes a fixed-point package that is always built.
When compiling your applications with fixed-point types, you still have
to use compiler flag -DSC_INCLUDE_FX. Note that compile times increase
significantly when using this compiler flag.
In case you want to install the package in another place than the
top level directory (systemc-2.2), configure the package e.g. as
follows:
> ../configure --prefix=/usr/local/systemc-2.2
Note: make sure you have created the target directory before installing
the package. Do _not_ use /usr/local as a prefix.
6. Compile the package.
For an optimized SystemC library, enter:
> gmake
For a debug SystemC library, enter:
> gmake debug
7. Install the package.
> gmake install
8. At this point you may wish to verify the installation by
testing the example suite.
> gmake check
this will compile and run the examples in the subdirectory
examples.
9. You can now remove the temporary directory, .e.g,
> cd ..
> rm -rf objdir
Alternatively, you can keep the temporary directory to allow
you to:
a) Experiment with the examples.
b) Later uninstall the package. To clean up the temporary
directory, enter:
> gmake clean
To uninstall the package, enter:
> gmake uninstall
Running the Examples
====================
A copy of the examples reside in the temporary directory - see
instruction 8 above for details on building and running them.
In addition, a copy of the example code resides in the directory
examples at the highest level of the installation.
Use the makefiles provided in the 'examples' directory as templates
for makefiles you need for compiling your own examples.
$ mkdir objdir
$ cd objdir/
$ g++ --version
g++ (GCC) 4.3.4 20090804 (release) 1
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ export CXX=g++
$ ../configure
checking build system type... i686-pc-cygwin
checking host system type... i686-pc-cygwin
checking target system type... i686-pc-cygwin
checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -c
checking whether build environment is sane... yes
/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/config/missing: Unknown `--run' option
Try `/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/config/missing --help' for more informati
on
configure: WARNING: `missing' script is too old or missing
checking for gawk... gawk
checking whether make sets $(MAKE)... yes
checking for gcc... gcc
checking for C compiler default output file name... a.exe
checking whether the C compiler works... yes
checking whether we are cross compiling... no
checking for suffix of executables... .exe
checking for suffix of object files... o
checking whether we are using the GNU C compiler... yes
checking whether gcc accepts -g... yes
checking for gcc option to accept ANSI C... none needed
checking for style of include used by make... GNU
checking dependency style of gcc... gcc3
checking whether we are using the GNU C++ compiler... yes
checking whether g++ accepts -g... yes
checking dependency style of g++... gcc3
checking for ranlib... ranlib
checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -c
configure: creating ./config.status
config.status: creating Makefile
config.status: creating src/Makefile
config.status: creating src/sysc/Makefile
config.status: creating src/sysc/communication/Makefile
config.status: creating src/sysc/datatypes/Makefile
config.status: creating src/sysc/datatypes/bit/Makefile
config.status: creating src/sysc/datatypes/fx/Makefile
config.status: creating src/sysc/datatypes/int/Makefile
config.status: creating src/sysc/datatypes/misc/Makefile
config.status: creating src/sysc/kernel/Makefile
config.status: creating src/sysc/tracing/Makefile
config.status: creating src/sysc/qt/Makefile
config.status: creating src/sysc/utils/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/bind/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/config/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/config/compiler/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/config/platform/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/config/stdlib/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/mpl/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/mpl/aux_/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/mpl/aux_/config/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/detail/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/utility/Makefile
config.status: creating src/sysc/packages/boost/utility/detail/Makefile
config.status: creating examples/Makefile
config.status: creating examples/sysc/Makefile
config.status: creating examples/sysc/fir/Makefile
config.status: creating examples/sysc/fft/Makefile
config.status: creating examples/sysc/fft/fft_flpt/Makefile
config.status: creating examples/sysc/fft/fft_fxpt/Makefile
config.status: creating examples/sysc/pipe/Makefile
config.status: creating examples/sysc/pkt_switch/Makefile
config.status: creating examples/sysc/rsa/Makefile
config.status: creating examples/sysc/simple_bus/Makefile
config.status: creating examples/sysc/simple_fifo/Makefile
config.status: creating examples/sysc/simple_perf/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/dpipe/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/forkjoin/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/reset_signal_is/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/sc_export/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/sc_report/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/scx_barrier/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/scx_mutex_w_policy/Makefile
config.status: creating examples/sysc/2.1/specialized_signals/Makefile
config.status: executing depfiles commands
$ make
...
g++ -I. -I. -I../../../../src/sysc/utils -I../../../../src -Wall -DSC_INCLUDE
_FX -O3 -c -o sc_utils_ids.o `test -f '../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.c
pp' || echo '../../../../src/sysc/utils/'`../../../../src/sysc/utils/sc_utils_id
s.cpp
../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp: In function ‘int sc_core::initiali
ze()’:
../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp:110: error: ‘getenv’ is not a memb
er of ‘std’
../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp:111: error: ‘strcmp’ was not decla
red in this scope
../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp: At global scope:
../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp:119: warning: ‘sc_core::forty_two’
defined but not used
make[3]: *** [sc_utils_ids.o] Error 1
make[3]: Leaving directory `/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/objdir/src/sysc/ut
ils'
make[2]: *** [all-recursive] Error 1
make[2]: Leaving directory `/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/objdir/src/sysc'
make[1]: *** [all-recursive] Error 1
make[1]: Leaving directory `/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/objdir/src'
make: *** [all-recursive] Error 1
エラー出ました。
LANG:console
../../../../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp
110: error: ‘getenv’ is not a member of ‘std’
111: error: ‘strcmp’ was not declared in this scope
雰囲気からすると #include のし忘れなんですが・・・
まさか配布されてるソースでそれはないですよね？？？
と思ったら、http://www10.atwiki.jp/bambooflow/pages/77.html そのまんま、ですか？！
../src/sysc/utils/sc_utils_ids.cpp の先頭に
LANG:CPP
#include "string.h"
#include "cstdlib"
を追加したらエラーがなくなりました。
LANG:console
$ make
...
$ make install
...
インストール終了。
* 正しくインストールされたかをチェックする [#u8e43a39]
INSTALL の指示通りに続けます。
LANG:console
$ make check
...
make[5]: Entering directory `/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/objdir/examples/s
ysc/fft/fft_flpt'
SystemC 2.2.0 --- Oct 29 2010 15:07:40
Copyright (c) 1996-2006 by all Contributors
ALL RIGHTS RESERVED
assertion "m_stack_size > ( 2 * pagesize )" failed: file "../../../../src/sysc/k
ernel/sc_cor_qt.cpp", line 93, function: virtual void sc_core::sc_cor_qt::stack_
protect(bool)
/bin/sh: line 4: 6600 Aborted (core dumped) ${dir}$tst
FAIL: fft.exe
===================
1 of 1 tests failed
===================
エラー出ました。
http://verificationguild.com/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=1501&view=previous
によると、スタックサイズが小さすぎてオーバーフローしているそうです。
で、なぜだか make 時に pthreads を付けて POSIX threads
バージョンを使えば問題は解決するはず、と。
スレッドに分けると１スレッドあたりの消費スタック数が減るということですかね？？？
LANG:console
$ make clean
...
$ make pthreads
...
$ make install
...
$ make check
...
make[5]: Entering directory `/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0/objdir/examples/s
ysc/fft/fft_flpt'
SystemC 2.2.0 --- Oct 29 2010 15:07:40
Copyright (c) 1996-2006 by all Contributors
ALL RIGHTS RESERVED
assertion "m_stack_size > ( 2 * pagesize )" failed: file "../../../../src/sysc/k
ernel/sc_cor_qt.cpp", line 93, function: virtual void sc_core::sc_cor_qt::stack_
protect(bool)
/bin/sh: line 4: 7992 Aborted (core dumped) ${dir}$tst
FAIL: fft.exe
===================
1 of 1 tests failed
===================
やっぱりエラー出ました（汗
あら、http://www10.atwiki.jp/bambooflow/pages/77.html にちゃんと書いてありました。
もう一方の解法として挙げられていた、スタックサイズの調整も必要なようです。
いじるのは、~
include/sysc/kernel/sc_constants.h
で、
LANG:CPP
const int SC_DEFAULT_STACK_SIZE = 0x10000;
を
LANG:CPP
const int SC_DEFAULT_STACK_SIZE = 0x50000;
としました。
さらに、上記 URL で指示されているとおり
make pthreads_check もやってみました。
LANG:console
$ make clean
...
$ make pthreads
...
$ make install
...
$ make check
...
$ make pthreads_check
...
特に初回の make check にかなりの時間がかかるので、
その間に http://homepage3.nifty.com/hdl_design/systemc.htm でお勉強。
途中でキー入力を求めるテストもあって、
ちょっとどうかな、とも思いますが、
エラー無く通りました。
これで SystemC ライブラリが ~/systemc/systemc-2.2.0/ にできあがりました。
* SystemC を使って Verilator テスト [#tf57b5e2]
http://www10.atwiki.jp/bambooflow/pages/53.html
http://www.applistar.com/technologies/
http://homepage3.nifty.com/hdl_design/systemc.htm
あたりをちらちら見てみましたが、細かい文法はともかく、
まずはテストベンチを動かしてみたい。
そこで、最低限の約束事だけ頭に入れ、簡単なテストベンチを作り、
Verilator 変換した verilog モジュールとともに動かしてみました。
流れ的には [[電気回路/HDL/Verilator の導入（C++モード）]] の続きになります。
bin2bcd_sc.cpp
LANG:cpp(linenumber)
#include "Vbin2bcd.h"
int sc_main(int argc, char **argv) {
Verilated::commandArgs(argc, argv);
sc_clock clk ("clk", 10);
sc_signal<bool> rst, start, busy;
sc_signal<uint32_t> bin;
sc_signal<uint32_t> bcd;
Vbin2bcd top("top");
top.clk(clk);
top.rst(rst);
top.start(start);
top.busy(busy);
top.bin(bin);
top.bcd(bcd);
// 検証開始
rst = 1;
start = 0;
bin = 123;
sc_start(100, SC_NS);
rst = 0;
sc_start(100, SC_NS);
start = 1;
sc_start(10, SC_NS);
start = 0;
sc_start(10, SC_NS);
while(busy)
sc_start(10, SC_NS);
cout << hex << showbase << bcd << endl;
exit(0);
}
を用意して、
LANG:console
$ rm obj_dir/*
$ verilator -sc -Wno-lint bin2bcd.v --exe bin2bcd_sc.cpp
%Error: Need $SYSTEMC in environment
Probably System-C isn't installed, see http://www.systemc.org
%Error: Command Failed verilator_bin -sc -Wno-lint bin2bcd.
v --exe bin2bcd_sc.cpp
$ export SYSTEMC=~/systemc/systemc-2.2.0/
$ verilator -sc -Wno-lint bin2bcd.v --exe bin2bcd_sc.cpp
$ cd obj_dir
$ make -j -f Vbin2bcd.mk Vbin2bcd
g++ -I. -MMD -I/home/osamu/verilator-3.804/include -I/home/osamu/verilator-3.80
4/include/vltstd -DVL_PRINTF=printf -DVM_TRACE=0 -DVM_COVERAGE=0 -I/home/
osamu/systemc/systemc-2.2.0//include -c -o bin2bcd_sc.o ../bin2bcd_sc.cpp
g++ -L/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0//lib-cygwin bin2bcd_sc.o verilated.o
Vbin2bcd__ALL.a -o Vbin2bcd -lm -lstdc++ -lsystemc 2>&1 | c++filt
$ ls
Vbin2bcd.cpp Vbin2bcd__ALLcls.o Vbin2bcd__verFiles.dat
Vbin2bcd.exe* Vbin2bcd__ALLsup.cpp Vbin2bcd_classes.mk
Vbin2bcd.h Vbin2bcd__ALLsup.d bin2bcd_sc.d
Vbin2bcd.mk Vbin2bcd__ALLsup.o bin2bcd_sc.o
Vbin2bcd__ALL.a Vbin2bcd__Syms.cpp verilated.d
Vbin2bcd__ALLcls.cpp Vbin2bcd__Syms.h verilated.o
Vbin2bcd__ALLcls.d Vbin2bcd__ver.d
$ ./Vbin2bcd.exe
SystemC 2.2.0 --- Oct 29 2010 15:47:29
Copyright (c) 1996-2006 by all Contributors
ALL RIGHTS RESERVED
Info: (I804) /IEEE_Std_1666/deprecated:
sc_clock(const char*, double, double, double, bool)
is deprecated use a form that includes sc_time or
sc_time_unit
0x123
ということで、ちゃんと動いているようです。
SystemC の良いところは、テストベンチ中で C++ の機能を 100% 生かせることなので、
テスト部分を少し変更して、以下のようにしてみました。
LANG:cpp(linenumber)
#include "Vbin2bcd.h"
int sc_main(int argc, char **argv) {
Verilated::commandArgs(argc, argv);
sc_clock clk ("clk", 10, SC_NS);
sc_signal<bool> rst, start, busy;
sc_signal<uint32_t> bin;
sc_signal<uint32_t> bcd;
Vbin2bcd top("top");
top.clk(clk);
top.rst(rst);
top.start(start);
top.busy(busy);
top.bin(bin);
top.bcd(bcd);
// 検証開始
rst = 1;
start = 0;
sc_start(100, SC_NS);
rst = 0;
sc_start(100, SC_NS);
for(int i=0; i<1024; i++) {
bin = i;
start = 1;
sc_start(10, SC_NS);
start = 0;
sc_start(10, SC_NS);
while(busy)
sc_start(10, SC_NS);
std::ostringstream os_bin;
std::ostringstream os_dec;
os_bin << dec << i; // 元の数値を10進数で表したもの
os_dec << hex << bcd; // 変換結果を16進数で表したもの
sc_assert(os_bin.str()==os_dec.str()); // 等しいことを検証
sc_start(40, SC_NS);
}
cout << "done";
exit(0);
}
同時に、clk の指定も上記 warning を元に直してあります。
LANG:console
$ make -j -f Vbin2bcd.mk Vbin2bcd
g++ -I. -MMD -I/home/osamu/verilator-3.804/include -I/home/osamu/verilator-3.80
4/include/vltstd -DVL_PRINTF=printf -DVM_TRACE=0 -DVM_COVERAGE=0 -I/home/
osamu/systemc/systemc-2.2.0//include -c -o bin2bcd_sc.o ../bin2bcd_sc.cpp
g++ -L/home/osamu/systemc/systemc-2.2.0//lib-cygwin bin2bcd_sc.o verilated.o
Vbin2bcd__ALL.a -o Vbin2bcd -lm -lstdc++ -lsystemc 2>&1 | c++filt
$ ./Vbin2bcd.exe
SystemC 2.2.0 --- Oct 29 2010 15:47:29
Copyright (c) 1996-2006 by all Contributors
ALL RIGHTS RESERVED
done
うん、これはいいかも。
verilog モジュールのテストを SystemC で書ければ、
SystemVerilog + DPI-C でやっていたようなことを
もっと簡単にできるのかも？~
＞＞ [[電気回路/HDL/ModelSim XE を使った SystemVerilog DPI-C テスト]]
verilog では @(posedge clk); というような書き方で
クロックエッジや任意信号の立ち上がり・立ち下がりを待つ
遅延をテストベンチの任意箇所に書くことができたのですが、
SystemC ではそういう遅延を書くやり方は無いみたいですかね？
まだまだ勉強が必要そうです。
こちらのサイトは例示が具体的で勉強になりますね。~
http://systemcjapan.com/systemc_lang/systemc_introduction1.html
多少勉強しつつある結果＞ [[電気回路/HDL/SystemC によるテストベンチ]]
また、続きとして Verilator でカバレッジ測定を行ってみた結果を [[電気回路/HDL/SystemPerl の導入]] にまとめました。
* 関連記事 [#o2e580a6]
#ls2(電気回路/HDL/Verilator);
#ls2(電気回路/HDL/System);
* コメント [#y20166b2]
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>[[QGWL99ZITYB0ILHWXF www.yahoo.com Woodley]] (&timetag(2022-12-12T14:13:08+09:00, 2022-12-12 (月) 23:13:08);)~
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