CN106354515A

CN106354515A - 基于模型的SystemC代码生成系统

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Publication number: CN106354515A
Application number: CN201610850238.2A
Authority: CN
Inventors: 杨栋; 刘阳; 李昊泽; 吴伟; 李晋; 章磊; 曹勇
Original assignee: Hangzhou Shanshi Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Shanshi Technology Co Ltd
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2036-09-26
Also published as: CN106354515B

Abstract

本发明公开了一种基于模型的SystemC代码生成系统，涉及工业电子工具技术领域。采用本发明实施例提供的基于模型的SystemC代码的生成系统，可以通过继承Modelook中行为逻辑模型数据，实现模型数据SystemC代码的自动生成，直接对行为逻辑模型数据进行数字化仿真验证，大大缩小了经济成本，节约了时间；另外，采用软硬件协同设计语言对行为逻辑模型数据进行验证，实现了对工业电子系统硬件功能和软件功能的集成仿真验证。

Description

基于模型的SystemC代码生成系统

技术领域

本发明涉及工业电子工具技术领域，涉及工业电子嵌入式系统建模至仿真过程中代码的自动生成系统，尤其涉及一种基于模型的SystemC代码生成系统。

背景技术

现在，多数的软件开发人员仍使用传统的手工编写代码的方法，这种传统开发方式通常效率低、周期长，并且存在大量的重复工作，导致项目延期、成本超出计划。

在仿真的过程中，开发设计人员需要首先搭建模型，再对搭建的仿真模型进行验证，在软件环境中，需要编写或生成可被计算机识别运行的源代码。而在工业类仿真中，涉及软、硬件的兼容和协同，普通的Java或C语言代码也无法满足仿真的要求；而SystemC是一种软硬件协同设计语言，包含了一系列C++的类和宏，并且提供了一个事件驱动的模拟核，使得系统的设计者能够用C++的词法模拟并行的进程，即可在VC6.0的环境下编译仿真。但使用SystemC编写代码的工作量非常大，且硬件描述类代码多为重复性代码，故亟需一种能够自动生成SystemC代码的系统，承接上游设计数据，生成代码后在VC6.0环境中编译仿真，减少工作量，并提高代码质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模型的SystemC代码生成系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于模型的SystemC代码生成系统，包括：

仿真模型生成模块，用于在工业电子嵌入式仿真系统中生成不同类型的模型，并将各类型的模型数据分别存储在相应的数据库表单中，还用于可视化显示所述模型；

代码生成模块，用于依次读取各类型的模型的数据库表单中的字段信息，并将所述字段信息转化为相应的SystemC代码，还用于生成符合SystemC标准的完整函数体，以及生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数，还用于生成端口描述代码；

监控模块，用于对仿真模型运行过程中采集和显示的数据进行监控，还用于对模型转化成代码的运行过程进行监控。

优选地，所述不同类型的模型包括：

场景模型，包含完整的仿真模型；

设备模型，为仿真场景中用的设备，模拟真实设备；

信号模型，为仿真场景中设备间的联系、触发关系，模拟真实环境中的信号

逻辑模型，为仿真场景中，设备间信号的逻辑关系；

激励模型，为驱动整个仿真场景运行的初始条件或初始值；

监控模型，记录仿真过程中，完整的数据信息、计算过程和显示结果；

仿真控制模型，用于控制仿真过程中的步长、时间、触发条件、运行速度和算法信息；

则，所述数据库表单包括：场景表单、设备表单、信号表单、逻辑表单、激励表单、监控表单和仿真控制表单。

优选地，所述读取各类型的模型的数据库表单中的字段信息，并将所述字段信息转化为相应的SystemC代码，具体为：

读取所述场景表单中的字段信息，转化为场景描述代码和场景代码文件；

读取所述设备表单中的字段信息，转化为设备描述代码和设备代码文件；

读取所述信号表单中的字段信息，转化为信号描述代码和信号代码文件；

读取所述逻辑表单中的字段信息，转化为逻辑描述代码和逻辑代码文件；

读取所述激励表单中的字段信息，转化为激励描述代码和激励代码文件；

读取所述监控表单中的字段信息，转化为监控描述代码和监控代码文件；

读取所述仿真控制表单的字段信息，转化为仿真控制描述代码和仿真控制代码文件。

优选地，所述生成符合SystemC标准的完整函数体，具体为：在所述监控描述代码中自动添加逻辑计算结果、输入、输出功能代码，用于获取及显示仿真代码运行结果数据的一个函数体组成符合SystemC标准的完整函数体，将所述设备描述代码、信号描述代码、逻辑设备描述代码和仿真控制描述代码合并组成符合SystemC标准的仿真运行、运算的完整函数体。

优选地，所述生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数，具体为：在读取到的所有字段信息中，单独提取基本信息，并添加函数头，生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数。

优选地，所述基本信息包括名称。

优选地，所述主函数包括设备函数、信号函数、逻辑函数、激励函数、监控函数和仿真控制函数。

优选地，所述生成端口描述代码，具体为：将信号的输入输出关系及信号的类型，转换为SystemC代码中的端口类型，并把名称统一，保留类型，生成端口描述代码。

本发明的有益效果是：采用本发明实施例提供的基于模型的SystemC代码的生成系统，可以通过继承Modelook中行为逻辑模型数据，实现模型数据SystemC代码的自动生成，直接对行为逻辑模型数据进行数字化仿真验证，大大缩小了经济成本，节约了时间；另外，采用软硬件协同设计语言对行为逻辑模型数据进行验证，实现了对工业电子系统硬件功能和软件功能的集成仿真验证。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于模型的SystemC代码的生成系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于模型的SystemC代码生成系统，包括：

其中，仿真模型生成模块可承接上游Modelook设计过程中的顺序图，将顺序图中的设备、逻辑、信号转化为代码生成系统中的模型，并可视化显示，生成仿真场景。仿真模型生成模块中，可添加激励，并赋值，作为整个仿真场景的输入。

在仿真系统场景运行过程中，会采集和显示运行数据，采用监控模块可以对运行数据进行监控。

由于静态仿真模型无法真正的运行，必须将模型转化成代码，在VC6.0的环境中编译运行，采用监控模块可以对模型转化成代码，并编译运行的过程进行监控。

代码生成模块是该生成系统的关键部分，用于依次读取各类型的模型的数据库表单中的字段信息，并将所述字段信息转化为相应的SystemC代码，还用于生成符合SystemC标准的完整函数体，以及生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数，还用于生成端口描述代码。

在代码生成系统中，系统中的各个类型的模型使用SQLSever数据库中的单独表单存储，例如，设备模型在系统中，使用单独的数据表单存储设备相关的名称、类型、等数据信息，场景模型在系统中，使用单独的数据表单存储场景模型的信息，由于各个模型之间存在包含、关联等关系，故在数据库表单中也存在主外键的关联关系，便于数据的查找。所以，模型转化成代码时，首先要读取各类型模型对应的数据库表单中的字段信息，然后，将字段信息转化为相应的SystemC代码。

其中，所述不同类型的模型可以包括：

场景模型，包含完整的仿真模型；

设备模型，为仿真场景中用的设备，模拟真实设备；

逻辑模型，为仿真场景中，设备间信号的逻辑关系；例如，在Simox仿真环境中，假设有设备A、设备B、设备C三个设备，其中，设备A向设备B发送了信号a和信号b；设备B向设备C发送了信号c，而信号c的数值或条件，由信号a和信号b决定，信号a的数值加上信号b的数值及为信号c的值，即a+b＝c，a+b＝c即为设备间的逻辑关系模型；

激励模型，为驱动整个仿真场景运行的初始条件或初始值；

在本发明的一个实施例中，所述读取各类型的模型的数据库表单中的字段信息，并将所述字段信息转化为相应的SystemC代码，具体为：

具体实施方式包括：

1.系统读取模型中场景、设备、信号、逻辑、监控、激励信息；

2.系统读取仿真场景模型生成SystemC代码主函数头文件

3.系统读取仿真场景生成SystemC代码主函数执行文件

4.系统读取仿真场景中的设备模型生成SystemC代码框架头文件

5.系统读取仿真场景中的设备模型生成SystemC代码框架执行文件

6.系统读取仿真场景中的监控模型生成SystemC代码函数头文件

7.系统读取仿真场景中的监控模型生成SystemC代码函数执行文件

8.系统读取仿真场景中的逻辑模型生成SystemC代码，并填充至相关联的函数中

9.系统读取仿真场景中的信号模型生成SystemC代码，并填充至相关联的函数中

10.系统读取仿真场景中的激励模型生成SystemC代码函数

11.依据系统中仿真场景中的信号信息，生成SystemC的端口代码

在实际操作中，可以按照如下步骤进行实施：

首先，代码生成模块读取数据库中场景表单的信息，构建场景代码框架，并读取与场景表单相关联的激励、设备模型数据，生成代码函数，添加至场景代码中，并依据SystemC的代码规范，自动添加文件头代码。

其次，代码生成模块读取数据库中设备表单的信息，构建设备函数模型，生成.H格式代码，并读取与设备表单相关联的信号、逻辑表单中的描述信息，生成可执行的.c代码文件，在设备代码生成的过程中，代码生成模型根据数据库表单中ID信息的不同，每个设备生成各自的.h和.c代码文件。

在本发明的一个优选实施例中，所述生成符合SystemC标准的完整函数体，具体可以为：在所述监控描述代码中自动添加逻辑计算结果、输入、输出功能代码，组成符合SystemC标准的完整的用于获取及显示仿真代码运行结果数据的一个函数体；

读取所述仿真控制表单的字段信息，转化为仿真控制描述代码和仿真控制代码文件，并将所述设备描述代码、信号描述代码、逻辑设备描述代码和仿真控制描述代码合并组成符合SystemC标准的用于仿真运行、运算的多个完整函数体。

在本发明的一个优选实施例中，所述生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数，具体可以为：在读取到的所有字段信息中，单独提取基本信息，并添加函数头，生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数。

其中，所述基本信息包括名称。

所述主函数包括设备函数、信号函数、逻辑函数、激励函数、监控函数和仿真控制函数。

在本发明的一个优选实施例中，所述生成端口描述代码，具体为：将信号的输入输出关系及信号的类型，转换为SystemC代码中的端口类型，并把名称统一，保留类型，生成端口描述代码。

在代码生成系统的模型中，没有端口的描述信息，代码生成模块根据数据库表单中存储的信号和设备的连接关系，自动生成SystemC代码中所必需的端口代码，并自动添加“port”关键字。

具体实施例：

本发明实施例提供的基于模型的SystemC代码的生成系统，包含有4个模块，分别为“框架代码生成模块”、“通信级代码生成模块”、“逻辑行为代码生成模块”、“执行代码生成模块”，用于代码及代码文件的生成，SystemC仿真内核即成熟的VC6.0编译环境，用于生成代码的编译仿真，如图1所示。

在SystemC代码的实际生成过程中，各模块的功能如下：

a)框架代码生成模块，获取激励模型、设备模型、监控模型、逻辑模型、信号模型描述信息，生成激励函数代码框架、设备函数代码框架、监控模型框架、逻辑模型框架及激励、设备监控、主函数的SystemC的.h及.c代码文件；

b)通信级代码生成模块，获取激励模型、设备模型、监控模型之间的信号传递关系，生成通信级代码，添加至设备模型框架代码、激励模型框架代码、监控模型框架代码中。

c)逻辑行为代码生成模块，获取场景模型中，设备模型间及设备模型内部的信号及信号间逻辑运算信息，生成代码参数及参数运算函数，添加至设备框架代码文件中。

d)执行代码模块，通过读取已生成的完整的激励模型、设备模型、场景模型、监控模型、信号模型的SystemC可执行代码，调用SystemC仿真内核，实现代码在VC6.0的环境中编译运行仿真。

e)在SystemC仿真内核中，代码依据生成的代码的逻辑顺序依次执行，并通过监控模型的描述代码，读取运行过程中的参数变化信息，在可视化的监控显示环境中，以数字或数字曲线的方式，实现运行过程的监控。

整个代码生成系统实现了基于模型的SystemC代码生成及应用，实现了软硬件协同的、数字化的工业电子模型的数字化运行仿真及监控分析。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：采用本发明实施例提供的基于模型的SystemC代码的生成系统，可以通过继承Modelook中行为逻辑模型数据，实现模型数据SystemC代码的自动生成，直接对行为逻辑模型数据进行数字化仿真验证，大大缩小了经济成本，节约了时间；另外，采用软硬件协同设计语言对行为逻辑模型数据进行验证，实现了对工业电子系统硬件功能和软件功能的集成仿真验证。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述不同类型的模型包括：

场景模型，包含完整的仿真模型；

设备模型，为仿真场景中用的设备，模拟真实设备；

信号模型，为仿真场景中设备间的联系、触发关系，模拟真实环境中的信号逻辑模型，为仿真场景中，设备间信号的逻辑关系；

激励模型，为驱动整个仿真场景运行的初始条件或初始值；

3.根据权利要求2所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述读取各类型的模型的数据库表单中的字段信息，并将所述字段信息转化为相应的SystemC代码，具体为：

4.根据权利要求3所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述生成符合SystemC标准的完整函数体，具体为：在所述监控描述代码中自动添加逻辑计算结果、输入、输出功能代码，用于获取及显示仿真代码运行结果数据的一个函数体组成符合SystemC标准的完整函数体，将所述设备描述代码、信号描述代码、逻辑设备描述代码和仿真控制描述代码合并组成符合SystemC标准的仿真运行、运算的完整函数体。

5.根据权利要求3所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数，具体为：在读取到的所有字段信息中，单独提取基本信息，并添加函数头，生成能够在所述完整函数体中调用的与Simox仿真系统中的模型对应的主函数。

6.根据权利要求5所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述基本信息包括名称。

7.根据权利要求5所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述主函数包括设备函数、信号函数、逻辑函数、激励函数、监控函数和仿真控制函数。

8.根据权利要求1所述的基于模型的SystemC代码生成系统，其特征在于，所述生成端口描述代码，具体为：将信号的输入输出关系及信号的类型，转换为SystemC代码中的端口类型，并把名称统一，保留类型，生成端口描述代码。