SystemC——一套将C++扩展为硬件描述语言的Class Library （初学SystemC有感）

这几日接接触SystemC，有些感触：

1. SystemC 是一套C++ Class Library，将C++扩展成了一门硬件描述语言(HDL)。我感觉，学习SystemC至少要懂两样东西：C++、一门硬件描述语言。我熟悉C++，并且熟悉Verilog，因此学SystemC能举一反三、触类旁通。

2. SystemC 使用了C++的很多特性：多重继承、虚拟继承、模板、RTTI (at least for dynamic_cast)、异常处理、操作符重载。似乎没有使用STL。

3. SystemC 是一套Application Framework，个人感觉，甚至和MFC颇有相似之处：

• 一些somewhat古怪的宏：SC_METHOD、SC_THREAD、SC_CTOR 等等
• 一个全局的manager sc_simcontext (类似MFC中的CWinAPP)，用sc_get_curr_simcontext()能得到该全局对象的地址(类似MFC中的AfxGetApp() )
• main() 藏身于SystemC中，你要做的是写一个sc_main()函数作为程序的入口，SystemC会调用你的sc_main()
• 使用表驱动技术，就像MFC中的Message传递。SystemC用上面那些宏将class（SystemC称为module）的member function（SystemC称为process）注册到全局的表中。然后SystemC这套Application Framework会根据发生的事件来调用你的代码。

4. 从实现技术上看，SystemC有自己的garbage collector、自己的 memory pool、自己的容器(替代STL)。

个人体会：SystemC 在WinXP + VS.NET 2003下的使用步骤

1. SystemC 以源码方式发布，先使用VC7.1编译得到一个库文件：systemc.lib

2. 我们写的 SystemC 程序实际上是C++程序，写好一个SystemC程序（或者叫设计），用C++编译器编译为object文件，再与systemc.lib链接得到可执行文件。

3. 执行此exe文件，进行仿真。从输出（文件或stdout）得知仿真结果。

附：一个最简单的SystemC module

#include "systemc.h"

// 半加器

struct half_adder : sc_module
{
    sc_in a, b;
    sc_out sum, carry;

    void prc_half_adder()
    {
        sum = a ^ b;
        carry = a & b;
    }

    SC_CTOR(half_adder)
    {
        SC_METHOD(prc_half_adder);
        sensitive << a << b;       // a, b 在敏感列表中
    }
};

等效的Verilog设计：

module half_adder(a, b, sum, carry);

    input  a, b;
    output sum, carry;

    reg    sum, carry;
    
    always @(a or b)               // a, b 在敏感列表中
    begin
      sum = a ^ b;
      carry = a & b;
    end
    
    /* 以上五行可替换为：
    assign sum = a ^ b;
    assign carry = a & b;
    */

endmodule

我用的参考书：《SystemC 基础教程》 J.Bhasker著，孙海平等译，清华大学出版社。

平心而论，这本书翻译得还不错，基本可以放心阅读。