基于SystemC的通用嵌入式存储器模型设计

表2存储器控制器的配置参数

3.5参数配置

存储器模型的众多参数需要在构造函数中配置完成。在运行阶段，不能再更改配置。运行阶段的配置更改将是我们下一步的研究内容，可以用于类似于文献[8]的自演化系统。

4应用实例

图2所示为一个H.264解码器模块框图。该解码器共包括四个模块以流水线方式工作在宏块级别。其中熵解码产生运动矢量，变换系数等信息。残差恢复模块通过反量化、反变换操作得到残差。宏块预测模块进行帧内或帧间预测并和残差一起重建出宏块数据。去快效应模块实现H.264去块效应滤波。这四个模块通过一个共享的SRAM来交换数据。RTL设计人员根据设计指标率先完成了各模块微架构的设计，平均解码每个模块所需时间在指标范围内。

图2 H.264解码器使用共享存储器在解码模块间交换数据

为了确定共享SRAM引入的性能损失和确定SRAM的设计，采用本文存储器模型进行分析。存储器的大部分参数已经被确定，需要决定采用几个bank（每个bank是一个单端口SRAM）。另一方面，各模块读写存储器的时间也基本确定从而有了可靠地负载模型。通过改变存储器模型的bank数，得到结果如图3所示。

图3不同bank数所对应的单个宏块平均解码时间占允许时间的比例

由于bank的增加可以减少访问存储器的冲突，模型仿真得到的处理时间随bank数量的增加而减少。但是可以看到bank数量对所消耗的时间影响不大，这说明各解码模块访问存储器的时间分布已经比较均匀。由于一个bank的情况已经可以满足要求，所以最后确定bank数为1.RTL全部完成后的仿真结果所消耗的时间比模型所给出的略少一些，原因是RTL设计对访问共享SRAM的时间安排做了进一步细化的工作。

5结束语

本文提出了一个通用的存储器SystemC模型，该模型采用统一的事务级接口，和可配置的时钟精准的内部控制逻辑以及存储器构成。通过一系列的参数配置，该模型能够帮助设计人员快速实现系统建模并在存储器设计和选择上做出合理判断。借助其通用性，它还可以帮助保持一致性和减少重复劳动。该模型被应用于视频解码案例中，成功预测了共享SRAM的bank数对性能的影响，证明了其有效性。

参考文献：

[1] Ghosh A.System modeling with SystemC[C]∥ASIC，2001.Proceedings.4th International Conference on.China：Shanghai，2001：18-20.

[2] Mahfuzul S M，Tran J M D.Modeling for performance：SystemC model of a communication bus in a distributed network[C]∥International Conference on Information and Communication Technology.Dhaka，2007：231-234.

[3] Srinivasan S，Li L，Ruggiero M，。Dnaka，et al.Exploring architectural solutions for energy optimizationsin bus-based system-on-chip[J].Computers Techniques，IET，2008，2（5）：347-354.

[4] Chen Lin，Sun Wanzhong，Wang Zhixin，et al.A SystemC-based transaction level modeling of on-chipbus[C]∥International Conference on Computer Science and Software Engineering.China：Wuhan，2008：146-149.

[5]奚杰，陈杰，朱玥.利用SystemC实现多核系统的快速建模[J].微电子学与计算机，2010，27（7）：220-223.

[6] Loeb H P，Sauer C.Exploration of embedded memomemories in SoCs using SystemC-based functional performance models[C]∥Forum on Specification DesignLanguages.Sophia Antipolis，2009：1-6.

[7] Nikara J，Aho E，Tuominen P A，et al.Performanceanalysis of multi-channel memories in mobile devices.System-on-Chip.Tampere，2009：128-131.

[8]王晓艳，姚睿。使用SystemC设计片上自演化系统[J].微电子学与计算机，2011，28（6）：28-31.

[9]钟辉捷，雷航。基于Petri网和systemC的SoC系统描述[J].计算机应用，2007，27（2）：147-149.