SystemC 矩阵乘法 | Noxim
本文最后更新于:2020年11月7日
使用 SystemC 完成矩阵乘法。
向量乘法
SC_MODULE(vector_mul) {
// 端口定义
sc_in<bool> clk, rst_n;
sc_in<sc_int<WIDTH> > vec1[KK], vec2[KK];
sc_out<sc_int<WIDTH * 2> > vec_o;
// 功能描述
void compute_vector_mul(void) {
int temp = 0;
if (rst_n.read() == false) {
vec_o.write(0);
return;
}
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
temp = temp + vec1[k].read() * vec2[k].read();
}
vec_o.write(temp);
};
// 构造函数
SC_CTOR(vector_mul) {
SC_METHOD(compute_vector_mul); // 注册为 METHOD,敏感列表被触发后才会运行
sensitive_pos << clk; // 设为正跳变敏感信号
sensitive_neg << rst_n; // 设为负跳变敏感信号
};
};
矩阵乘法
SC_MODULE(matrix_mul) {
sc_in<bool> clk, rst_n;
sc_in<sc_int<WIDTH> > matA[MM][KK], matB[KK][NN];
sc_out<sc_int<WIDTH * 2> > matC[MM][NN];
vector_mul *pe[MM][NN];
SC_CTOR(matrix_mul) {
std::ostringstream pe_name;
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
pe_name << "pe_" << i << "_" << j;
pe[i][j] = new vector_mul(pe_name.str().c_str());
pe[i][j]->clk(clk);
pe[i][j]->rst_n(rst_n);
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
pe[i][j]->vec1[k](matA[i][k]);
pe[i][j]->vec2[k](matB[k][j]);
}
pe[i][j]->vec_o(matC[i][j]);
pe_name.str("");
}
}
};
};
激励源
SC_MODULE(driver) {
sc_in <bool> clk;
sc_out<bool> rst_n;
sc_out<sc_int<WIDTH> > matA[MM][KK], matB[NN][KK];
void generate_input(void) {
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
matA[i][k].write(i * KK + k);
}
}
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
matB[k][j].write(k * NN + j);
}
}
while(1) {
wait();
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
matA[i][k].write(i * KK + k);
}
}
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
matB[k][j].write(k * NN + j);
}
}
}
};
void generate_reset(void) {
rst_n.write(1);
wait(1, SC_NS);
rst_n.write(0);
wait(1, SC_NS);
rst_n.write(1);
};
SC_CTOR(driver) {
SC_THREAD(generate_input); // 注册为 THREAD,由输入信号的变化触发,碰到 wait() 挂起,直到敏感列表中的信号再次触发这一进程
sensitive_neg << clk;
SC_THREAD(generate_reset);
};
};
主函数
#define WIDTH 32
#define VEC_WIDTH 8
#define MM 4
#define NN 4
#define KK 4
#include <systemc.h>
using namespace std;
int sc_main(int argc,char* argv[]) {
sc_core::sc_report_handler::set_actions( "/IEEE_Std_1666/deprecated", sc_core::SC_DO_NOTHING );
// 声明信号
sc_clock clk("clk", 10, SC_NS);
sc_signal<bool> rst_n;
sc_signal<sc_int<WIDTH> > matA[MM][KK], matB[KK][NN];
sc_signal<sc_int<WIDTH * 2> > matC[MM][NN];
// 声明模块并连接信号
matrix_mul dut("dut");
dut.clk(clk);
dut.rst_n(rst_n);
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
dut.matA[i][k](matA[i][k]);
}
}
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
dut.matB[k][j](matB[k][j]);
}
}
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
dut.matC[i][j](matC[i][j]);
}
}
driver dri("dri");
dri.clk(clk);
dri.rst_n(rst_n);
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
dri.matA[i][k](matA[i][k]);
}
}
for (int k = 0; k < KK; ++k) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
dri.matB[k][j](matB[k][j]);
}
}
// 启动仿真
sc_start(1000, SC_NS);
// 打印输出
for (int i = 0; i < MM; ++i) {
for (int j = 0; j < NN; ++j) {
cout << matC[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
return 0;
};
参考
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