【systemC的学习日常】构建一个数据结构并在sc_module间传递

在完成了systemc库安装并运行了hello world之后，自然就是要学习基于sc_module来传递和模拟一些算法。【systemC的学习日常】安装systemC库并运行第一个demo对于简单的数据传输和仿真，在systemc的安装路径下有例子可供参考：
systemc-2.3.3\examples\sysc在看了fir和fifo之后就觉得自己又要神功大成了，对于fir初看时可以参考下这个图如果有谁不清楚fir在干嘛的话：

好，到这一步简单的模块实现就没有什么大问题了，而后我们继续向着建模层面前进。在进入tlm学习之前，个人觉得有必要实现以下自建数据类型在sc_module之间的传输，因为官方给的sysc_demo里基本都是int/bool等基础类型作为接口的数据传输例子。所以这篇来做一下这个事情，当然直接进入tlm学习也挺好，其实我也是跑通了tlm之后回头补了一下这块。最近所有有关的代码都在下面的路径，本来以为反正不会有人看就私有了，没想到竟然有人用所以又开源了一下：

好的正文开始，这次的示例里我们在两个模块间进行对象的传输。传输的具体数据结构是什么呢？就选三维卷积处理中的元素好了。假定每一个三维卷积的元素具有两个属性：位置{x, y, z}和特征向量features：

#include "systemc.h"class PointStruct {private:  sc_dt::sc_uint16> feature[6];  sc_dt::sc_uint8>  z_crd;  sc_dt::sc_uint16> y_crd;  sc_dt::sc_uint16> x_crd;};为这个类封装一些方法，在本例中我只封装了四个方法，构造函数、设置feature、打印和重载

public:  // 默认构造函数  PointStruct() : x_crd(0), y_crd(0), z_crd(0) {    for (int i = 0; i 6; ++i) {      feature = 0;    }  }  // 带参数的构造函数  PointStruct(sc_dt::sc_uint16> x, sc_dt::sc_uint16> y, sc_dt::sc_uint8> z)       : x_crd(x), y_crd(y), z_crd(z) {    for (int i = 0; i 6; ++i) {      feature = 0;    }  }  // Setter 和打印函数  void setFeature(int idx, sc_dt::sc_uint16> value) {    if (idx >= 0 && idx 6) feature[idx] = value;    else throw std::out_of_range("Index out of range");  }  void print() const {    std::cout this   }  // 重载   friend std::ostream& operatorconst PointStruct& point) {    os "Point coordinates: ("       to_uint() ", "       to_uint() ", "       to_uint() "), Features: [";    for (int i = 0; i 6; ++i) {      os to_uint();      if (i 5) os ", ";    }    os "]";    return os;  }这其中，构造函数和重载

class PointStruct {public:  // 默认构造函数  PointStruct() : x_crd(0), y_crd(0), z_crd(0) {    for (int i = 0; i 6; ++i) {      feature = 0;    }  }  // 带参数的构造函数  PointStruct(sc_dt::sc_uint16> x, sc_dt::sc_uint16> y, sc_dt::sc_uint8> z)       : x_crd(x), y_crd(y), z_crd(z) {    for (int i = 0; i 6; ++i) {      feature = 0;    }  }  // Setter 和打印函数  void setFeature(int idx, sc_dt::sc_uint16> value) {    if (idx >= 0 && idx 6) feature[idx] = value;    else throw std::out_of_range("Index out of range");  }  void print() const {    std::cout this   }  // 重载   friend std::ostream& operatorconst PointStruct& point) {    os "Point coordinates: ("       to_uint() ", "       to_uint() ", "       to_uint() "), Features: [";    for (int i = 0; i 6; ++i) {      os to_uint();      if (i 5) os ", ";    }    os "]";    return os;  }private:  sc_dt::sc_uint16> feature[6];  sc_dt::sc_uint8>  z_crd;  sc_dt::sc_uint16> y_crd;  sc_dt::sc_uint16> x_crd;};而后我们做一个producer来生成PointStruct，再做一个consumer来消耗，并将二者通过sc_port接在一起。producer的代码如下：

// Producer 模块SC_MODULE(Producer) {  sc_core::sc_port> out;  SC_CTOR(Producer) {    SC_THREAD(produce);  }  void produce() {    for (int i = 0; i 10; ++i) {      PointStruct point(i, i * 2, i * 3);      for (int j = 0; j 6; ++j) {        point.setFeature(j, i * 10 + j);      }      std::cout "Producer: Sending PointStruct "       out->write(point);    }  }};对应的consumer代码如下：

// Consumer 模块SC_MODULE(Consumer) {  sc_core::sc_portsc_fifo_in_if> in;  SC_CTOR(Consumer) {    SC_THREAD(consume);  }  void consume() {    for (int i = 0; i 10; ++i) {      PointStruct point;      in->read(point);      std::cout "Consumer: Received PointStruct " endl;      point.print();      wait(15, sc_core::SC_NS);    }  }};注意在这里直接使用了sc_core::sc_port>和sc_core::sc_port>，这也意味着后面将会使用sc_fifo进行数据传递。如果不这样做的话需要自行构造sc_channel比较复杂，如果想尝试下的话可以看官方example里的fifo示例。完成两个模块之后，只需要在顶层将二者借助sc_fifo进行连接就可以了。
本例中例化和连接的工作为求简单都在sc_main里做了，一般来说还是封一个test_top比较好哈：

// 主函数int sc_main(int argc, char* argv[]) {  sc_core::sc_fifo fifo;  Producer producer("Producer");  Consumer consumer("Consumer");  producer.out(fifo);  consumer.in(fifo);  sc_core::sc_start();  return 0;}结构也比较简单，例化一个PointStruct为缓存类型的sc_fifo，而后分别将其连接到producer和consumer的sc_port即可。之后make all一下就可以看到仿真结果了：

$ make all        SystemC 2.3.3-Accellera --- Nov 20 2024 15:14:09        Copyright (c) 1996-2018 by all Contributors,        ALL RIGHTS RESERVEDProducer: Sending PointStruct 0Producer: Sending PointStruct 1Producer: Sending PointStruct 2Producer: Sending PointStruct 3Producer: Sending PointStruct 4Producer: Sending PointStruct 5Producer: Sending PointStruct 6Producer: Sending PointStruct 7Producer: Sending PointStruct 8Producer: Sending PointStruct 9Consumer: Received PointStruct 0Point coordinates: (0, 0, 0), Features: [0, 1, 2, 3, 4, 5]Consumer: Received PointStruct 1Point coordinates: (1, 2, 3), Features: [10, 11, 12, 13, 14, 15]Consumer: Received PointStruct 2Point coordinates: (2, 4, 6), Features: [20, 21, 22, 23, 24, 25]Consumer: Received PointStruct 3Point coordinates: (3, 6, 9), Features: [30, 31, 32, 33, 34, 35]Consumer: Received PointStruct 4Point coordinates: (4, 8, 12), Features: [40, 41, 42, 43, 44, 45]Consumer: Received PointStruct 5Point coordinates: (5, 10, 15), Features: [50, 51, 52, 53, 54, 55]Consumer: Received PointStruct 6Point coordinates: (6, 12, 18), Features: [60, 61, 62, 63, 64, 65]Consumer: Received PointStruct 7Point coordinates: (7, 14, 21), Features: [70, 71, 72, 73, 74, 75]Consumer: Received PointStruct 8Point coordinates: (8, 16, 24), Features: [80, 81, 82, 83, 84, 85]Consumer: Received PointStruct 9Point coordinates: (9, 18, 27), Features: [90, 91, 92, 93, 94, 95]

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