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Cadence设计系统公司提供一种全面的SystemC TLM驱动式IP设计与验证解决方案，包括方法学指南、高阶综合、有TLM感知的验证以及客户服务，推动用户向TLM驱动设计与验证流程转变。
下一个抽象级别建立在事务级建模(TLM)基础之上。创建TLM IP作为黄金源码后，设计团队可简化IP创建和复用，在功能验证上节省人力物力，并减少bug。设计迭代减少，原因是TLM验证比RTL验证快得多，且架构选择在RTL验证进行之前就能得到确定。此外，事务级模型可用于软硬件协同验证，并可组成用于早期软件开发的虚拟平台的一部分。所有这些优势将大幅提升设计效率。
TLM通过函数调用而非信号或线路进行模块间通信。它允许用户分析读或写这些事务，而不用担心底层逻辑的实现和时序。SystemC是开发可复用、可互用TLM IP的最佳语言标准。此外，因为SystemC建立在C++基础上，它还允许对C语言算术函数的完全复用。开放SystemC行动(OSCI)为TLM模型定义了若干抽象层，分别是程序员视角(无定时)模型、宽松定时模型和近似定时模型。
要求对RTL进行改变的关键难题
在RTL中，有限状态机的结构要进行充分描述。这意味着，在编写RTL时需关注微架构详情，如存储器结构、流水线、控制状态或最终实现中使用的ALU等。 这一要求导致更长、可复用性更低的设计与验证流程。
有时当TLM用于当前流程时，现有的基于RTL的流程需要进行两次设计意图手工输入——一次在系统级、一次在RTL级。这种过程粗笨低效且易出错。架构直至产生RTL后才能确定，而重新确定IP目标成本很高。一个真正的TLM驱动式设计与验证流程将只需要一次设计意图简单的表达，并提供一条自动化的转换方法。
从RTL开始查找和解决架构问题过程长，代价高
RTL驱动式设计方法学的一大问题是，一种架构是否能实现，直到建立了RTL并对其进行验证后才能确认。由于RTL是架构的直接表示，大部分RTL设计师不得不同时探究功能正确性、架构和设计目标。这导致很长的周期，始于做出架构决定，终止于验证功能性。通常，设计与验证团队会发现需要修改架构的功能性bug，每次发现这样的bug就需要重新开始整个周期。
在RTL上复用IP设计限制了架构灵活性
当今SoC中，可能有高达90%的IP模块来自以前项目的复用。但是，当IP的黄金源码为微架构级别时，复用是很困难的。重定RTL IP的微架构目标费力且容易出错。目标系统应用可能差别很大，意味着不通过重新架构，仅通过简单复用，新的SoC设计目标是不能达到的。例如，RTL设计师可能需要将设计重新分割成RTL块、改变流水线级数、或创建新的存储器架构，因为在原有IP中，这些微架构详情都是固定和预先决定的。
RTL功能验证时间比当前技术的最高吞吐量增加得更快
在很多SoC项目中，功能验证已成为主要瓶颈。RTL功能验证开始时，在系统级的大量验证投入已然损失。虽然验证规划、指标驱动式验证等方法使设计团队尚能应付当前的大部分验证难题，但时间限制和日益增多的门数正在使验证变得难以为继。RTL功能验证所需时间可能随设计的增大而呈指数式增长，因为相互作用的各种模式及该IP需要测试的许多软硬件配置导致了各种极端情形，它们也需要进行验证。
RTL是有精确时钟周期的，涉及的代码行远多于TLM逻辑。对RTL模型进行仿真时，仿真器检查所有事件或时钟周期，即使在协议级上并未发生任何重大情况。仿真器要在微架构详情上浪费大量机器周期，而这些需要在架构确定后才能确认。TLM仿真在更高抽象级别进行，能更早完成，并提供更高性能。
TLM正是需要的解决方案
TLM驱动的设计和验证流程可实现在功能级别上描述IP，然后在快速仿真中验证事务的功能行为。TLM流程的主要优点包括能更快创建设计;减少了黄金源码中的代码行;bug更少;表达设计意图更容易，且仅需一次;更快的仿真和调试;功耗预估可更早进行;支持软硬件协同验证;可将模型纳入虚拟平台;RTL生成前可进行架构验证;在RTL验证中可复用TLM验证IP;无需微架构重新设计即可进行IP复用;ECO模式下产生的RTL变化很小。
基于TLM的流程与高层次综合(HLS)配合，可将抽象级别提高。这是大约15年前设计师转向RTL后的又一次重大转变，根据之前的经验，这次转变有可能使设计效率呈现数量级的提升(见图1)。
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下面几部分描述了TLM驱动式设计和验证流程的具体属性和优势。
创建TLM作为黄金源码
——更快的IP创建与设计IP复用
与RTL不同的是，TLM不描述最终实现的微架构详情。不描述微架构详情大幅提高了TLM设计在要求各不相同的多个项目间的可复用性，因为相同的TLM IP可重新定为不同微架构的RTL代码。而且，得益于更高的抽象程度，正确地创建功能要容易得多。TLM模型具有的代码行比对应的RTL模型要少得多，从而在最终设计中实现了编码效率和品质的同步提高。
开发与维护作为IP模块黄金源码的TLM所需的综合和验证解决方案，需要产生有品质保证的结果并验证其正确性，且无须编辑RTL或门级设计。这使设计团队在TLM环境内就能做出所有决定，并可通过将TLM源码复用于系统来约束完全不同的其他设计。
SystemC是描述事务级设计的最佳标准，并连接到实现，提供了最好的可复用机会。它可对硬件的并发特性进行建模，并针对进程、管脚、线程和控制逻辑描述定时或非定时的行为。TLM 1.0和2.0标准提供了创建可互用IP模型的能力。最终，需要有一个合格的可综合TLM IP库，及可综合TLM标准(或事实上的)子集。
对TLM IP的功能验证可应对验证吞吐量的爆发
TLM IP验证相对RTL验证具有很多优势。首先，仿真运行更快——相对RTL仿真有数量级的提升，从而允许验证更多功能性实例。同时，在TLM抽象级别上进行的调试比RTL调试更容易、更快速。
通过在更高抽象级别上编码，TLM IP需要的代码行更少，bug也更少。功能性bug在设计早期就能被发现和解决。因而可大幅减少验证工作的总体投入。
在TLM抽象级别上，定位和理解bug更容易，修正bug也更容易，原因是需要处理的详情更少。TLM流程允许在最合适的抽象级别来验证各关注重点，如TLM用来验证功能、信号级验证用于验证接口等。
TLM验证流程始自算法功能验证，允许用软件进行功能验证，然后转向TLM功能验证(见图2)。通过C-to-Silicon Compiler的编译，用户可转向微架构RTL验证和RTL到门级等效性检查。除支持仿真很快的非定时建模外，TLM还允许用户进行改进，逐渐包含微架构详情，并改进时序精确性。
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软硬件协同验证及早期软件开发
TLM模型抽象级别高、执行快，足够执行切实可行的软硬件协同仿真。设计师能将嵌入式软件与TLM硬件模型进行协同仿真，来检查软硬件依赖性，并对依赖于硬件的软件进行早期调试。有可能将这些技术当做对软硬件交互的随机化激励与覆盖进行应用。
用于早期软件开发和调试的虚拟平台可能包含由SystemC TLM模型组成的子系统。得益于它们的快速执行，为创建硬件设计而开发的模型也可用来加速软件设计。
支持TLM和RTL混合验证
在SoC级别需要TLM和RTL混合功能验证，是因为有大量将被复用的遗留RTL IP，且仍有必要针对设计各部分进行详细RTL功能验证。某些验证任务将只能在RTL上才能完成，包括针对存储器存取顺序或状态迁移覆盖等属性的微架构结构验证。
由于大部分验证工具如验证计划(vPlan)、开放验证方法学(OVM)验证组件、testbench、序列、测试、检查和覆盖等在各种抽象级别都能复用，因此TLM/RTL混合信号验证也变得更容易实现。功能验证规划与管理跨TLM与RTL两个级别，允许团队在混合级别设计中的各级别上对验证进行跟踪和控制，并在需要时对结果进行整合，确保了整体品质。
用于SystemVerilog的OVM已得到扩充，可支持包括e与SystemC在内的多种语言。OVM库也支持TLM。目前，OVM方法学描述正在进行扩充，以显示怎样在一个综合性回归解决方案中整合TLM和RTL模型。这将有助于创建工作于多语言、TLM/RTL混合验证环境的验证IP(VIP)。
多级功能验证testbench基于事务，当它连接到基于RTL的IP、总线或接口时，需要一个事务处理器在事务级域和管脚精确的RTL域之间进行转换。类似地，需要事务处理器将TLM IP块连接到RTL IP块上的总线或接口。基于TLM的方法学必须考虑，这些事务处理器该怎样工作，以获得混合TLM/RTL验证的最大收益。有些事务处理器可通过购买取得，而有些则是专有的，由项目团队创建，并作为验证库组件进行管理。
很多项目实现TLM仅仅是为了新IP，从而逐渐建立起一个TLM IP库，许多团队针对新的IP采用了TLM的方法学，并且逐渐丰富TLM IP库，而有些团队在事关成败的关键项目中采用了TLM方法学，用于所有重要的IP模块。最终，SoC的所有IP黄金源码都来自于TLM级。在这些情况下，品质、效率及容易调试的优点将比TLM/RTL混合项目中更加明显。SoC TLM功能验证，包括SoC级架构分析和优化，将可能实现。
从TLM到RTL验证进行VIP复用
VIP复用现已成为主流，因为创建高质量验证环境的时间经常超过创建设计IP本身的时间。标准协议的广泛使用推动了商业VIP市场的快速发展。当前，大部分VIP是寄存器传输级的。由TLM得到的VIP也将有一定需求，但必须可复用于TLM/RTL混合功能验证。
在RTL功能验证中，使用约束随机激励生成的先进testbench占据了主导地位。由TLM得到的VIP在用于TLM、TLM/RTL混合及RTL功能验证的testbench中应该都是可操作的。这样的VIP需允许指标驱动式验证的应用，因为客户会在验证抽象的所有级别上使用覆盖指标。最后，对于和架构及软件工程团队工作密切相关的验证团队，辅助的嵌入式软件和定向测试也是必需的。 |
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