TLM反向路径中载荷暂停与恢复的实现问题咨询

问题核心 #

在AMBA TLM 2.0的非阻塞反向传输（nb_transport_bw）流程中，发起端返回TLM_ACCEPTED表示暂无法处理响应载荷时，若缺少规范的通知机制，目标端会停止调用nb_transport_bw，导致载荷无法恢复传输。需基于TLM事务机制解决，禁止使用SystemC引脚信号。

规范解决方案 #

方案1：通过正向路径发送就绪通知 #

TLM 2.0允许发起端通过正向路径（nb_transport_fw）向目标端发送控制类事务，以此通知目标端自身已准备好接收反向响应。具体实现步骤：

1. 定义自定义TLM扩展，标记事务为“反向路径就绪通知”；
2. 发起端处理完成、具备接收响应能力时，构造携带该扩展的空事务，通过正向路径发送给目标端；
3. 目标端识别到就绪通知后，恢复发送之前暂停的反向响应载荷。

修改后代码示例

// 自定义TLM扩展，用于标记就绪通知
struct ReadyNotification : public tlm::tlm_extension<ReadyNotification> {
    virtual tlm::tlm_extension_base* clone() const override {
        return new ReadyNotification(*this);
    }
    virtual void copy_from(const tlm::tlm_extension_base& ext) override {}
};

struct Target
{
    void neg_clock_edge()
    {
        tlm::tlm_sync_enum response = upstream_socket.nb_transport_bw(payload, phase);
        if (response == tlm::TLM_ACCEPTED) {
            // 保存暂停的反向载荷和阶段，等待就绪通知
            pending_bw_payload = &payload;
            pending_bw_phase = phase;
        }
    }

    tlm::tlm_sync_enum nb_transport_fw(ARM::AXI::Payload& payload, ARM::AXI::Phase& phase)
    {
        ReadyNotification* ext = nullptr;
        payload.get_extension(ext);
        if (ext) {
            // 收到发起端就绪通知，恢复发送反向载荷
            if (pending_bw_payload) {
                upstream_socket.nb_transport_bw(*pending_bw_payload, pending_bw_phase);
                pending_bw_payload = nullptr;
            }
            return tlm::TLM_COMPLETED;
        }

        // 处理正常正向事务逻辑...
        return tlm::TLM_COMPLETED;
    }

    ARM::AXI::Payload* pending_bw_payload = nullptr;
    ARM::AXI::Phase pending_bw_phase;
};

struct Initiator
{
    tlm::tlm_sync_enum nb_transport_bw(ARM::AXI::Payload& payload, ARM::AXI::Phase& phase)
    {
        // 暂无法处理，保存载荷并启动延迟通知进程
        pending_payload = &payload;
        pending_phase = phase;
        sc_core::sc_spawn(sc_bind(&Initiator::notify_target_ready, this));
        return tlm::TLM_ACCEPTED;
    }

    void notify_target_ready()
    {
        // 模拟处理延迟，比如等待10ns
        sc_core::wait(10, sc_core::SC_NS);

        // 构造就绪通知事务
        ARM::AXI::Payload ready_payload;
        ARM::AXI::Phase phase = ARM::AXI::BEGIN_REQ;
        ReadyNotification* ext = new ReadyNotification();
        ready_payload.set_extension(ext);

        // 通过正向路径发送通知
        downstream_socket->nb_transport_fw(ready_payload, phase);

        // 释放扩展资源
        ready_payload.clear_extension(ext);
        delete ext;
    }

    ARM::AXI::Payload* pending_payload = nullptr;
    ARM::AXI::Phase pending_phase;
};

方案2：目标端周期性重试反向传输 #

根据TLM 2.0规范，TLM_ACCEPTED的含义是“接收方暂无法处理，但发送方可稍后重试”。目标端可在时钟边沿周期性尝试调用nb_transport_bw，直到发起端返回TLM_UPDATED或TLM_COMPLETED。

修改后Target代码示例

struct Target
{
    void neg_clock_edge()
    {
        if (pending_bw_payload) {
            // 重试发送暂停的反向载荷
            tlm::tlm_sync_enum response = upstream_socket.nb_transport_bw(*pending_bw_payload, pending_bw_phase);
            if (response != tlm::TLM_ACCEPTED) {
                pending_bw_payload = nullptr;
            }
        } else {
            // 处理新的反向响应
            tlm::tlm_sync_enum response = upstream_socket.nb_transport_bw(payload, phase);
            if (response == tlm::TLM_ACCEPTED) {
                pending_bw_payload = &payload;
                pending_bw_phase = phase;
            }
        }
    }

    ARM::AXI::Payload* pending_bw_payload = nullptr;
    ARM::AXI::Phase pending_bw_phase;
};

为什么不能用SystemC信号 #

TLM是事务级建模抽象，核心是通过事务交互传递数据和控制信息。使用SystemC引脚信号会打破TLM的抽象层级，降低模型的可移植性、复用性，不符合AMBA TLM 2.0的规范设计意图。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Olumide