IEEE 1666-2011 (SystemC 2.3.0 standard)

SystemC是一种由IEEE定义的ANSI标准C++类库，专门用于系统和硬件设计。它为设计师和架构师提供了一种工具，这些人员需要处理既包含硬件又包含软件的复杂系统。SystemC 2.3.0 IEEE标准1666-2011由IEEE计算机学会赞助，由设计自动化标准委员会支持，该标准为SystemC类库提供了精确和完整的定义，使得可以仅根据此标准开发SystemC实现。 SystemC标准的主要受众包括SystemC类库的实现者、支持类库的工具实现者以及类库的用户。SystemC标准的内容涵盖了用于系统和硬件设计的C++类库，标准详细说明了SystemC的各种组件和功能，以便用户可以创建和模拟混合硬件/软件系统，这在现代电子系统设计中非常普遍。 SystemC语言参考手册提供了有关SystemC类和函数库的详细描述，这些类和函数库被用于从系统级到事务级的各种建模抽象层次。SystemC旨在提供一个用于电子系统级(ESL)设计的统一建模语言和环境，它支持算法级建模、事务级建模(TLM)、寄存器传输级(RTL)建模、门级建模以及混合级建模。 TLM是一种在SystemC环境中广泛采用的建模技术，它允许不同复杂度的模型之间进行交互。TLM为设计者提供了一种在事务级别上交流信息的方法，这样可以更高效地进行系统级设计和验证。TLM标准的早期版本由开放SystemC倡议(OSCI)提供，2011年12月5日，OSCI与Accellera合并，形成了新的组织Accellera系统倡议，这标志着TLM技术的进一步发展和标准化。 SystemC类库的一个重要特点是对离散事件模拟的支持，它允许在模拟时对时间进行精确控制，这在设计和验证电子系统时非常关键。SystemC的离散事件引擎是集成到标准C++类库中的，使得SystemC模拟器可以以事件驱动的方式运行。 SystemC还包含了对固定点数学的支持，这对于数字系统设计中的定点算法模拟尤为重要。固定点数学可以模拟硬件中的定点运算，这是硬件设计验证的关键组成部分。另外，SystemC标准还包括了硬件描述语言(HDL)的功能，允许设计师使用SystemC进行硬件描述和仿真。 SystemC同样适用于系统级芯片(SoC)的设计和模拟，这在现代电子产品中非常常见。SoC通常包含处理器、存储器和其他专用的硬件加速器，它们在一个单一的集成电路中集成。SystemC允许设计者在更高级别上对整个系统进行建模和验证，从而提早发现潜在的问题。 SystemC中的事务级别建模是其核心特点之一，它提供了一种比寄存器传输级建模更高层次的抽象方式。在TLM中，可以通过使用抽象的通信协议，比如TLM-1.0和TLM-2.0，来简化模型间的通信。这允许模型在较早的设计阶段进行并行开发，并加快了整个设计流程。 SystemC还支持嵌入式软件的设计和验证。随着现代电子产品中软件所占比重越来越大，能够在一个统一的环境中同时处理硬件和软件的需求变得越来越重要。SystemC通过其软件模拟能力，使得可以在系统设计早期阶段就开始嵌入式软件的开发和调试。 在电子设计自动化(EDA)领域，SystemC的出现使得硬件和软件设计能够在同一框架内协同工作，这简化了系统设计流程，提高了生产力，并缩短了产品上市时间。作为电子产品设计流程中的关键一环，SystemC具有其独特地位，其标准化确保了不同工具和方法间的兼容性。 SystemC还支持离散事件仿真，这对于验证数字系统至关重要。在数字系统设计中，事件的发生可能会导致系统的状态发生变化，离散事件仿真允许系统在特定事件发生时更新其状态，并且仅在事件发生时进行计算，这样可以显著提高仿真的效率。 SystemC标准还涉及到了硬件验证的问题。通过SystemC，设计师可以在硬件实现之前对设计进行详尽的模拟和验证，以确保设计满足规格要求。这种提前验证的能力减少了在硅片上实现之前需要进行的迭代次数，从而节约了设计和开发成本。