СистемаVerilog DPI

SystemVerilog DPI (Интерфейс прямого программирования) — это интерфейс, который можно использовать для взаимодействия SystemVerilog с иностранными языками. Этими иностранными языками могут быть C , C++ , SystemC и другие. DPI состоят из двух уровней: уровня SystemVerilog и уровня иностранного языка. Оба слоя изолированы друг от друга.

Объяснение

Интерфейс прямого программирования ( DPI ) позволяет осуществлять прямые вызовы межъязыковых функций между SystemVerilog и иностранным языком. Функции, реализованные на иностранном языке, можно вызывать из SystemVerilog, и такие функции называются функциями импорта . Аналогично, функции, реализованные в SystemVerilog, можно вызывать с иностранного языка ( C/C++ или System C ); такие функции называются функциями экспорта . DPI позволяют передавать данные между двумя доменами через аргументы функции и возврат.

Импорт и экспорт функций

1) Импорт функций: — Функция, реализованная на иностранном языке, может использоваться в SystemVerilog путем ее импорта. Функция иностранного языка, используемая в SystemVerilog, называется импортированной функцией.

Свойства импортированной функции и задачи

1. Импортированная функция должна завершить свое выполнение мгновенно и не тратить времени на моделирование. Импортированная задача может занять время.
2. Импортированная функция может иметь входные, выходные и входные аргументы.
   • Формальные входные аргументы не должны изменяться. Если такие аргументы изменяются внутри функции, эти изменения не должны быть видны за пределами функции.
   • Импортированная функция не должна принимать никаких начальных значений формальных выходных аргументов. Начальное значение выходных аргументов не определено и зависит от реализации.
   • Импортированная функция может получить доступ к начальному значению формального входного аргумента. Изменения, которые импортированная функция вносит в формальный входной аргумент, должны быть видны за пределами функции.
3. Импортированная функция не должна освобождать память, выделенную кодом SystemVerilog, и не ожидать, что код SystemVerilog освободит память, выделенную внешним кодом или (внешним компилятором).
4. Вызов импортированной задачи может привести к приостановке текущего выполняющегося потока. Это происходит, когда импортированная задача вызывает экспортированную задачу, а экспортированная задача выполняет оператор управления задержкой, управления событиями или ожидания. Таким образом, импортированная задача может быть одновременно активной в нескольких потоках выполнения.
5. Импортированную функцию или задачу можно снабдить специальными свойствами, называемыми чистыми или контекстными.

Чистые и контекстные задачи и функции

Чистые функции

Функция, результаты которой зависят исключительно от значения ее входных аргументов без каких-либо побочных эффектов, называется чистой функцией.

Свойства чистых функций

1. Только непустые функции без выходных или входных аргументов можно вызывать как чистые функции.
2. Функции, указанные как Pure, не должны иметь побочных эффектов, их результаты должны зависеть исключительно от значений их входных аргументов.
3. Вызов функции Pure можно безопасно исключить, если его результат не нужен или если его результаты для того же значения входных аргументов доступны для повторного использования без необходимости пересчета.
4. Предполагается, что чистая функция не выполняет прямо или косвенно следующее:
   1. Выполните любую файловую операцию.
   2. Чтение или запись чего-либо в переменную среды, общую память, сокеты и т. д.
   3. Доступ к любым постоянным данным, таким как глобальная или статическая переменная.
5. Импортированная задача никогда не может быть объявлена ​​чистой.

Контекстные задачи и функции

Импортированная задача или функция, которая вызывает «экспортированные» задачи или функции или обращается к объектам данных SystemVerilog, отличным от ее фактических аргументов, называется контекстной задачей или функцией.

Свойства контекстных задач и функций

1) Задача или функция, импортированная из контекста, может получить доступ (чтение или запись) к любому объекту данных SystemVerilog, вызвав (PLI/VPI) или вызвав задачу или функцию экспорта. Таким образом, вызов задачи или функции Context является препятствием для оптимизации компилятора SystemVerilog.

Импортная декларация

import "DPI-C" function int calc_parity (input int a);

Экспортная декларация

export "DPI-C" my_cfunction = function myfunction;

Вызов функций Unix

Код SystemVerilog может вызывать функции Unix напрямую, импортируя их, без необходимости использования оболочки.

Пример DPI

Вызов функций C в SystemVerilog

C - файл кода

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

extern int add() {
  int a = 10, b = 20;
  a = a + b;

  printf("Addition Successful and Result = %d\n", a);
  return a;
}

Файл кода SystemVerilog

module tb_dpi;

  import "DPI-C" function int add();
  import "DPI-C" function int sleep(input int secs);
  int j;
  
  initial
  begin
    $display("Entering in SystemVerilog Initial Block");
    #20
    j = add();
    $display("Value of J = %d", j);
    $display("Sleeping for 3 seconds with Unix function");
    sleep(3);
    $display("Exiting from SystemVerilog Initial Block");
    #5 $finish;
  end
  
endmodule

Ссылки

• Гопи Кришна (9 ноября 2005 г.). «Учебное пособие по SystemVerilog DPI» .
• Учебное пособие по SystemVerilog DPI из проекта VeriPage