事务级建模标准将开启ESL设计之门

开放SystemC组织(OSCI)发布了面向硅IP的事务级建模标准，有望把芯片设计师带到比寄存器传输级(RTL)更高的抽象水平。这一标准得到了包括飞利浦半导体和意法微电子(ST)在内的许多公司开发人员的大力支持。

“由于缺少相应的标准，这阻碍了公司与其他公司或第三方供应商之间交换和复用模型。”飞利浦公司复用技术部的CTO Ralph von Vignau表示。该公司内部开发的新IP将遵循OSCI发布的事务级建模标准。

SystemC事务级建模标准1.0定义了应用编程接口(API)和一个用于实现基础层的库，设计师可以在该基础层上创建具有互操作性的事务级模型(TLM)。该标准将促进IP的共享和复用、鼓励EDA工具的开发，并使电子OEM厂商更容易使用TLM。

目前，事务级模型的创建者必须开发公司专有的方式来实现它们，OSCI委员会主席Adam Rose指出。“OSCI发布的新标准可以使TLM从高级用户走向主流用户群，因为总体投资被大幅地削减了。”他说。

OSCI TLM工作组主席Frank Ghennasia认为，该标准将为IP供应商进入事务级模型市场铺平道路，而且这些模型肯定可以被集成进系统级芯片(SoC)和EDA工具中。这在以前是不可能实现的，因为每个公司都使用自己创建的事务级模型。

图1: TLM库在SystemC
之上增加了基础层

ST公司的专有SystemC TLM正在向OSCI标准移植，该公司设计自动化和库研发中心副总裁Philippe Magarshack透露道。“TLM OSCI标准将使许多EDA供应商通过更有效地支持SystemC而拥有可观的市场，从而也使SoC开发人员能够得到产品化工具的更好支持。”他表示。

已经宣称支持OSCI TLM标准的EDA供应商包括Atrenta、Cadence设计系统公司、Calypto、Celoxica、ChipVision、CoWare、Forte设计系统公司、明导资讯公司、Summit、Synfora和新思公司，以及开放内核协议国际合作伙伴(OCP-IP)总线标准组织。

“利用新的OSCI TLM库编写出来的模型可以通过标准接口互相连接。”明导资讯公司设计验证与测试事业部副总裁Robert Hum表示，“这将进一步增强高层IP模型的复用性和可用性。”

OSCI执行总监Mike Meredith指出，事务级建模被定义为一个抽象层，在该层中模块或线程之间的通信是通过函数调用实现的。比较简单的例子就是读和写。与寄存器传输级模型相比，TLM所需的代码更少，运行速度更快。

TLM共有三种等级，即不定时、定时和精确到每个周期。根据ST公司以往的经验，Magarshack表示，不定时的TLM速度要比RTL快1000到10000倍，定时但不精确到周期的模型比RTL快100到1000倍，而精确到周期的模型快10到100倍。

Magarshack还表示，ST采用了“一次建模、多次使用”的方法，即在IP/SoC功能性验证、早期嵌入式软件开发和SoC架构定义中广泛使用事务级模型。据Von vignau透露，飞利浦公司也在架构开发和软件开发中使用了TLM。

OSCI的Rose认为，TLM可以用于硬件/软件规范定义、架构分析和性能验证以及加快RTL验证速度。“我把TLM所处的领域称为系统级验证，界于传统的ESL和传统的RTL之间。”他说，“TLM标准为链接这些领域提供了标准的API和方法。”

Meredith指出，TLM标准包含一整套API以及一个在SystemC 2.1上采用这些API实现传输的库。为了创建这一标准，OSCI TLM工作组定义了一小组普通的、可复用的TLM接口以及目标通过性语法。API包括一个用户层、一个协议层和一个传输层。

值得注意的是，该标准只提供了一个基础层。IP供应商将需要提供符合特定总线标准的API以及相应IP的TLM。这样，IP供应商就创建了所谓的“第二适配层”，在此之上用户可以构建系统和半导体IP。

“OSCI TLM标准没有明确如何利用基础调用来建模总线协议。”CoWare公司解决方案行销总监Pete Hardee指出，“这也是CoWare一直与OCP-IP保持紧密合作的原因，以展示可以在OSCI基础层上对开放内核协议进行建模。”

OSCI TLM标准应该与实现SystemC2.1的任意一款EDA工具一起工作，Rose指出。

但Ghennasia认为，其它用于监视或探测事务处理方面的工具以及更自动化的IP组装工具等也是很有帮助的。

Atrenta、Calypto、Celoxica、CoWare、Forte、明导和新思的代表们已经表示，他们现在已经支持或计划在今后版本中支持OSCI TLM标准。

“今天，用户们正在寻找可以运行在他们选择的EDA平台之上并具有互操作性的系统级IP。”新思公司验证部行销副总裁Farhad Hayat表示，“OSCI的TLM标准通过提供一致性的事务级建模方法向这个方向迈出了一大步。”

目前，OSCI管理机构已经批准这种TLM标准，下一步将把这一技术提交给正在研究下一代SystemC语言参考手册的IEEE P1666委员会。