其中 SytemC TML 为 SoC IP 互操作性定义统一的方法，可以解决硬件和软件之间相互依赖更加紧密的新现实问题。下面具体展开阐述。
由于对更多功能、设备移动性和可用性的需求不断增加，SoC 的开发成本持续快速增长。这些新功能要求在多核硬件和其他专用加速器上执行更复杂的软件，以满足功耗和性能要求。设计团队的工作效率跟不上复杂性的增长，导致开发进度不断延长。由于这个原因和其他因素，复杂 SoC 的开发成本已接近数亿美元，公司需要销售数千万套产品才能从投资中获利。
开发和集成依赖硬件的低层软件通常是系统项目的关键路径，也是最有可能降低项目成本的工作。问题是，软件开发通常要等到有了详细的、经过验证的硬件模型后才能开始，而即使这些模型也可能无法完全满足系统要求。软件/硬件集成发生在项目的最后阶段，此时进行更改既昂贵又耗时。修复工作往往仅限于软件，使硬件无法达到最佳状态或遗漏关键功能。
硬件和软件及其交互的功能验证是系统项目关键路径上的另一项任务。SoC 和软件功能范围的不断扩大提高了设计的复杂性，也成倍增加了功能验证的成本。此外，当前的大多数设计流程都是以寄存器传输层（RTL）描述的形式捕获设计，这种格式有些过于详细，导致更改难以实施，验证速度缓慢。许多错误都是在进度即将结束时才被发现的，这就需要花费高昂的迭代成本来修复和重新修正系统。
业界越来越支持使用事务级建模 (TLM)，将其作为并行化软硬件开发和加速从设计到芯片的途径。尽管业界对 TLM 有着广泛的兴趣，但使用 TLM 开发真正可互操作 IP 的标准方法却因方法不同而停滞不前。克服分歧并为 SoC IP 互操作性定义统一的方法，可以解决软硬件之间相互依存关系更加紧密的新现实问题，从而使半导体公司大幅降低风险和成本。
硬件虚拟原型和高级综合为系统设计提供了显著的优势，但由于它们使用不同的硬件模型，因此在很大程度上仍然是互不关联的。为虚拟原型、IP 综合和功能验证创建单一的 TLM 模型，可避免重复劳动和模型不同可能导致的软件质量问题。
虚拟原型将专用处理器模型与设计 IP 的 TLM 模型相结合，为开发依赖于硬件的软件驱动程序提供了一个平台（如图 1 所示）。TLM IP 模型提供了硬件的准确表示，是将高级综合转换为 RTL 的唯一来源。
图 1：通过将专用处理器模型与设计 IP 的 TLM 模型相结合，虚拟原型为开发依赖于硬件的软件驱动程序提供了一个平台。
作为一种使能技术，高级综合技术已日趋成熟，现在可支持大多数常见的硬件结构，从而使使用 TLM 作为 “黄金源代码 “开发整个 SoC 成为可能。源代码行数越少，错误也就越少。在更高的抽象层次上，仿真速度更快，因此功能验证时间更短，这意味着在项目早期就能发现缺陷。
此外，还可以为 TLM 和 RTL 构建单一、可重复使用的功能验证环境。这降低了重用 IP 的成本，因为高级综合工具可以将 TLM 描述映射到新的架构。此外，自动集成工程变更指令的高级综合工具可以快速实现后期的错误修复或细微的需求变更。
在将系统约束与高层逻辑设计源代码完全分离后，只需更改综合约束，就能在新的架构中重复使用 IP。抽象化和自动化使创建逻辑的工程师的工作效率倍增。然而，如果只是简单地生成 RTL 并使用当前的 RTL 到 GDSII 流程，就无法实现高级综合的全部优势。TLM 实现流程必须优化从读取 TLM 到生成布局的整个流程。
功能验证需要一种自动化方法来探索设计的角情况行为，并提高验证工程师的工作效率，因为他们需要指定大量的系统工作条件。开放验证方法 (OVM) 是一种行业标准验证方法，适用于 TLM 和 RTL 设计。利用 OVM，设计团队可以定义一种验证方法，最大限度地减少从 TLM 到 RTL 迁移验证环境所需的工作量，并在整个过程中重复使用代码。衡量设计功能行为的指标可将验证工作重点放在尚未观察到的系统行为上，而不是重复以前的覆盖范围。调试可以集成到所有抽象层次中，最好能与工程师创建的原始 TLM 源相关联。
为了实现所有这些优势，需要一种新的 IP 建模方法来统一早期软件开发和硬件设计。这种方法必须能够创建支持早期软件开发、功能验证和高级综合的 TLM 模型，同时与现有的 RTL 方法基础架构集成。单一模型可减少编码过程中的工作量和引入的错误。随着这种方法被更广泛地采用，它将为整个企业内的 IP 重用提供新的机会，并改变第三方 IP 生态系统。
基于 TLM 的虚拟原型、综合和功能验证解决方案的出现将定义一套新的 IP 类别。每个类别都是整体设计流程的一部分，并为公司内部以及第三方 IP 业务的可重用性提供了机会。统一的方法必须包含以下所有 IP 类型，以实现完整的 TLM 解决方案：
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功能设计 IP：计算（非接口或总线）逻辑，通常用于合成
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虚拟原型 IP：用于开发软件的计算（非接口或总线）逻辑
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综合约束 IP：为综合工具提供面积、时序、功耗和其他指导
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SoC 估算 IP：用于芯片级估算的面积、时序和功耗鉴定
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功能传输 IP：用于虚拟原型和综合的引脚级模型总线或接口
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同步传输 IP：用于两个 IP 模块之间通信的可合成模型
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验证 IP：模拟外部驱动程序、检查正确性和测量完整性的代码
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图 2：单一硬件模型必须结合标准化方法和 IP 类型，以支持跨多个抽象层次的功能验证。
IP 重用性是统一方法论的主要驱动力。多年前，RTL 重用的统一定义扩大了围绕 IP 成立公司的机会。对于 TLM IP 而言，IP 重用的目标是 RTL IP 重用的超集。IP 需要支持用于早期软件开发的事务级虚拟原型、使用高级综合探索不同架构的高生产率设计流程，以及 TLM 和集成了 TLM IP 的 SoC 的高级功能验证。
爆炸式增长的系统开发成本和不断缩减的时间表促使业界采用 TLM，这是一种新的抽象层次，可实现更早的软件开发和更高效的硬件设计与实现。向这种新抽象过渡将提供新的功能并降低维护成本，从而加强知识产权产业。应抓住 TLM 这一机遇，为 IP 产品增加更高的价值。
Steve Brown 曾在 Cadence、Verisity、Synopsys 和 Mentor Graphics 担任过多个高级工程和营销职位。
原文始发于微信公众号（虚拟原型 Virtual Prototyping）：VCML ：事务级模型 TLM 2.0 ，让 SoC IP 与时俱进
图 1：通过将专用处理器模型与设计 IP 的 TLM 模型相结合，虚拟原型为开发依赖于硬件的软件驱动程序提供了一个平台。
图 2：单一硬件模型必须结合标准化方法和 IP 类型，以支持跨多个抽象层次的功能验证。
