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さやなちゃわんや
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1 システムデザインフォーラム 2007 TLM 標準化の動向について半導体理工学研究センター開発第 2 部高位設計開発室武井勉

2 目次 1. なぜTLMか 2. 各団体の活発な標準化活動 3. TLM 普及のための次のステップ 4. STARCの取り組み 2

3 1. なぜ TLM か SoC の複雑大規模化に対して設計抽象レベルの高位化が必須抽象レベルの高位化再利用システム規模合成 RTL TLM 大規模設計生産性複雑化設計検証困難

4 高い抽象レベルモデルの必要性システム全体検証アーキテクチャ探索早期の SW 開発設計検証期間短縮最適設計達成高速シミュレーションモデル作成容易モデル再利用高い抽象レベル TLM 但し現状モデル開発に障害ありモデリングスタイルが統一されていないベンダツールに依存したモデリング記述になるモデルの再利用や流通が難しいモデル開発に時間コストがかかる : 標準化が重要! 4

5 TLM(Transaction-Level Modeling) とは関数コールによる通信を用いたモデリングで通信と計算を分離 RTL より高い複数の抽象レベルのモデリング ( アルゴリズムレベル ~RTL の間 ) TL write(addr,data) TL RTL ピン精度 RTL 5

6 TLM 普及に必要なこと TLM の良い定義がない皆の TLM の考えが一致していない Prof. Dan Gajski 抽象レベルを明確にする必要統一した API が必要 Prof. Donatella Sciuto : (DATE 03) 統一した定義と標準化抽象レベル TLM API トランザクションデータメンバモデリングガイドライン 6

7 2. 各団体の活発な TLM 標準化活動標準化承認 IEEE OSCI SystemC の標準化推進 OCP-IP SPIRIT IP-XACT の標準化推進 SystemVerilog の標準化推進 Accellera GreenSocs 各団体が標準化推進中 7

8 OSCI TLM WG Roadmap( 旧 ) Source : 14 th ESCUG Meeting, OSCI General Update & Working Group Plans 8

9 OSCI TLM WG Roadmap( 新 ) TLM 2.0 Public review 版 (9 月公開予定 12 月公開 ) Source : ECSI Institute Workshop on Transaction Level Modeling Standards OSCI TLM 2.0 Announcement Draft Available for Public review Dec. 4,

10 OSCI TLM 2.0 (1/3) TLM1.0: 主にトランザクションを転送する為の API を提案 TLM2.0: 主に転送する物 (Bus-based 通信データ ) を提案 TLM 2.0 Public review 版 Generic payload 次ページ sc_time parameter bool nb_put( const T &, const sc_time & ); 等 Analysis interface TLM Port を介してのトランザクションのモニタ 10

11 OSCI TLM 2.0 (2/3) Generic payload 案 tlm_request tlm_response m_command m_mode m_address m_block_mode m_block_address_incr m_master_thread_id m_transaction_id m_custom_vector_ptr * m_data * m_block_size m_byte_enable * m_byte_enable_period m_priority m_export_id m_status m_transaction_id m_master_thread_id m_data * m_block_size m_export_id m_priority m_custom_vector_ptr * 現在 Public review でフィードバック受付中 (~2 月 9 日 ) 変更の可能性有拡張部分を独自に使用すると互換性がなくなるので注意 11

12 OSCI TLM 2.0 (3/3) sc_time parameter (Timed TLM core i/f) Untimed Timed Bidirectional Blocking Unidirectional Blocking Unidirectional Non-Blocking void transport( const REQ&, RSP&) void put(const T&) void get(t&) void peek(t&) bool nb_put(const T&) bool nb_can_put() sc_event &ok_to_put() bool nb_get(t&) bool nb_can_get() sc_event &ok_to_get()... void transport( const REQ &, RSP &, sc_time &) bool nb_put(const T&, sc_time &) bool nb_can_put(sc_time &) bool nb_get(t&, sc_time &) bool nb_can_get(sc_time &) channel master slave put(req) ok_to_get Δt s,pop ok_to_put Δt latency nb_get(req,δt s,pop ) nb_put(rsp,δtlatency) 12

13 GreenSocs SystemC ベースのオープンソースコミュニティ GreenBus 等の SystemC 環境の開発保守オープンソースとして公開 OSCI, OCP, SPIRIT のメンバとして連携した標準化活動 DAC2005 時に設立プロジェクト参加企業が開発費負担 GreenBus バスのモデルを作成するための SystemC TLM ライブラリ特定のバスプロトコルを提供しているのではなくバスを作りこむ枠組みを提供しているユーザーが特定のプロトコルの作り込みを行なう Generic プロトコル例がライブラリで提供されている TLM2.0 の API トランザクションデータ検討に貢献 13

SPIRIT IPコンテンツを表記するためのschemaなどフレームワーク開発のための標準化を進めるコンソーシアム DAC2003 時に設立現在 57 社参加 SPIRIT: Structure for Packaging, Integrating and Reusing IP within Tool-flows IP-XACT with ESL extension v1.

14 SPIRIT IPコンテンツを表記するためのschemaなどフレームワーク開発のための標準化を進めるコンソーシアム DAC2003 時に設立現在 57 社参加 SPIRIT: Structure for Packaging, Integrating and Reusing IP within Tool-flows IP-XACT with ESL extension v1.4 現在 IEEE 標準化 (P1685) を進めている v1.2 に対して TLM に対応した ESL 拡張が行われている IP-XACT 自体は言語中立であるが SystemC や SystemVerilog 等の TLM IP の表現や各抽象レベルモデルの扱い方法検討と検証を進めている Design Environment HDL Software Module uart Design input Docs int din uarttest() [7:0] input sdi; Simulator { Parts List output sdo *(reg)=0x1; 1 x UART return (0); 2 x SystemCmap WORK mylib OCP Bridge } 1 x Interrupt systemc timescale 1ns PSL module (nand2) { sequence s1 is {pkt_sop; sc_in<bool> SPIRIT XML <vendor>mentor</vendor> pkt_eop}; a,b; <name>uart</name> (not pkt_xfer_en_n [*1 to 100]); Design Team Data <businterface>vpb</businterface> Owner UART <businteface>serial</businterface> v1.304 John W - designed 20/Jun/06 Owner DSP <model>verilog</model> v3.145 Wally R - designed Test 15/May/05 Plan <function>swdriver</function> Owner FlexRay v1.03 Serge L <fileset>verilog_source</fileset> - designed register 13/03/05 10 = 0x1 Check Interrupt Rom S-Records S F245F A0 S S E900084E S ABF S ED492 S FC 14

15 SPIRIT IP-XACT v1.4 ( 06 年 12 月に β 一般公開予定であったが α3 メンバ内公開に変更 ) TLM IP Modeling(SystemC, SystemVerilog 等 ) TLM(PV,PVT,CA) TLM-RTL 混在等のサポート成果物として schema, doc., examples, semantic rules checker, XSLT converter( バージョン変換 ), TGI(Tight Generator Interface) などを提供 Source : ECSI TLM Workshop 2005, SPIRIT standard evolutions to cover higher abstractions level IP-SOC 2006, 15

16 3.TLM 普及のための次のステップ言語やAPIなどの基本標準とガイドラインなどの応用標準統一したモデリングスタイル再利用性の高いモデル構造ガイドラインモデル再利用流通のための標準化設計者が利用する視点からの応用標準 API 標準化言語標準化モデル接続 schema 標準化抽象レベル定義デバグプロファイリング用 API の標準化標準化団体の標準化活動基本標準 16

17 ガイドライン開発イドライン開発記述ルール策定チェッカ教材作成ガTLM の使用目的明確化抽象レベル定義使用目的に対応した抽象レベルの明確化モデリングとリファインメント手順の明確化モデル試作メソドロジ開発 TLM 標準設計フローとユースケース作成既存の TLM i/f と抽象レベルを調査ユースケース実現に必要な抽象レベルとリファインメントパスを決定必要な TLM API や再利用性の高いモデリング手法検討各種モデルの評価ガイドラインへの反映各 EDA ツールへの反映 17

18 再利用性を高めるポイント計算と通信の明確な分離計算通信部抽象度中 Bus A 抽象度低 Bus B 抽象度低計算と通信を分離して再利用性を高める計算と通信の切り口はデータの入力出力計算部分では通信プロトコル等を意識しないチャネルで通信の抽象レベルやプロトコルの違いを隠蔽 18

19 4. STARC 高位設計開発室の活動 Phase1:2006 年 4 月 ~2008 年 3 月 TL 設計の実用化 STARCAD-SLD 開発項目リファレンスとなる TL モデリングガイドライン開発実用的な TL 設計メソドロジ開発 2006 年度の活動 ( 抜粋 ) TLM 標準設計フローとユースケース作成通信の抽象レベル定義 TLM API 検討モデル試作ガイドライン作成など 19

20 最後に各団体の活動により TLM 標準化の取り組みが進んでいます今後 TLM 普及のためにはモデリングガイド等の充実が必要です STARC は TLM 実用化のためにガイドライン & メソドロジの開発を進めます 20

Verilog HDL による回路設計記述

Verilog HDL による回路設計記述 Verilog HDL 3 2019 4 1 / 24 ( ) (RTL) (HDL) RTL HDL アルゴリズム動作合成論理合成論理回路配置配線ハードウェア記述言語シミュレーションレイアウト 2 / 24 HDL VHDL: IEEE Std 1076-1987 Ada IEEE Std 1164-1991 Verilog HDL: 1984 IEEE Std 1364-1995