UVM 브리지¶

최근 개정: 2026-04-29.

pccx-uvm-bridge 크레이트는 pccx-core 사이클 추정기를 SystemVerilog UVM 테스트벤치에 노출하는 C ABI DPI-C 익스포트 모음이다. 시뮬레이터는 공유 라이브러리(cdylib)를 링크하고, SV 쪽에서 import "DPI-C" 선언 하나로 Rust 분석기를 런타임에 호출한다.

소스: crates/uvm_bridge/src/lib.rs, 크레이트 매니페스트: crates/uvm_bridge/Cargo.toml.

역할¶

pccx-uvm-bridge 는 두 레이어를 이어 준다.

pccx-core 분석기 레이어 는 하드웨어 모델(HardwareModel::pccx_reference()) 을 고정 레퍼런스로 인스턴스화하고, CycleEstimator 를 통해 GEMM 타일 연산·AXI DMA 전송의 사이클 수치를 계산한다. 입력이 유효하면 결과를 출력 포인터에 기록하고 PCCX_OK(0) 를 반환한다. 입력이 유효하지 않으면 출력 포인터를 건드리지 않고 PCCX_ERROR(1) 를 반환한다.

UVM 테스트벤치 레이어 는 공유 라이브러리가 링크된 시뮬레이터 환경에서 import "DPI-C" 로 임포트된 함수를 직접 호출한다. UVM 시퀀스는 테스트 인자(m, n, k, bpe 등)를 채운 뒤 DPI-C 함수를 호출해 사이클 견적을 수신하고, 이를 assertion 임계값이나 커버리지 버킷 경계에 사용한다.

C ABI 표면¶

#[no_mangle] pub unsafe extern "C" 로 선언된 모든 함수는 C ABI 를 통해 노출된다. 아래 표는 crates/uvm_bridge/src/lib.rs 에 정의된 전체 DPI-C 익스포트 목록이다.

표 11 DPI-C 익스포트 함수¶
함수 이름	인자	반환
`pccx_estimate_gemm_cycles`	`m: u32, n: u32, k: u32, bpe: u32, out_cycles: *mut u64`	`i32` (에러 코드)
`pccx_estimate_dma_cycles`	`bytes: u32, out_cycles: *mut u64`	`i32` (에러 코드)
`pccx_estimate_dma_cycles_contended`	`bytes: u32, active_cores: u32, out_cycles: *mut u64`	`i32` (에러 코드)
`pccx_is_compute_bound`	`m: u32, n: u32, k: u32, bpe: u32`	`i32` (1=compute-bound, 0=memory-bound, PCCX_ERROR=무효)
`pccx_peak_tops_x100`	없음	`u32` (TOPS × 100 정수, 예: 205 = 2.05 TOPS)
`pccx_clock_mhz`	없음	`u32` (MHz)

bpe 필드 는 원소당 바이트를 뜻한다: 1 = INT8, 2 = BF16/FP16, 4 = FP32.

에러 코드 는 다음 두 값만 존재한다: PCCX_OK = 0, PCCX_ERROR = 1. out_cycles 가 null 이거나 크기 인자가 0 이면 PCCX_ERROR 가 반환된다.

pccx_peak_tops_x100 과 pccx_clock_mhz 는 출력 포인터를 갖지 않으므로 unsafe 를 생략하고 pub extern "C" 로 선언되었다.

TileOperation 데이터 흐름¶

UVM 테스트벤치가 GEMM 사이클을 조회하는 전체 경로는 다음과 같다.

UVM testbench (SV)
  │  import "DPI-C" pccx_estimate_gemm_cycles(m, n, k, bpe, out_cycles)
  │
  ▼
pccx_estimate_gemm_cycles()        [crates/uvm_bridge/src/lib.rs]
  │  TileOperation { m, n, k, bytes_per_element: bpe } 생성
  │  HardwareModel::pccx_reference() 로 레퍼런스 HW 모델 인스턴스화
  │  CycleEstimator::new(&hw)
  │
  ▼
CycleEstimator::estimate_gemm_cycles(&op)   [crates/core/src/cycle_estimator.rs]
  │  산술 모델로 사이클 계산
  │
  ▼
*out_cycles 기록 → PCCX_OK 반환
  │
  ▼
UVM scoreboard / coverage model
  (사이클 수치를 assertion 또는 커버리지 버킷에 적용)

pccx_estimate_dma_cycles_contended 는 동일한 경로를 따르되 active_cores 를 추가로 받아 멀티코어 버스 경합을 반영한 사이클을 반환한다.

pccx_is_compute_bound 는 out_cycles 포인터 없이 compute/memory-bound 여부를 직접 반환하므로, UVM 시퀀스가 분기 조건으로 사용하기 편리하다.

SV 측 import 계약¶

시뮬레이터는 공유 라이브러리(libpccx_uvm_bridge.so)를 링크할 때 SV 패키지에 다음과 같이 임포트한다.

package pccx_dpi_pkg;

  import "DPI-C" function int pccx_estimate_gemm_cycles(
    input  int unsigned m,
    input  int unsigned n,
    input  int unsigned k,
    input  int unsigned bpe,
    output longint unsigned cycles
  );

  import "DPI-C" function int pccx_estimate_dma_cycles(
    input  int unsigned bytes,
    output longint unsigned cycles
  );

  import "DPI-C" function int pccx_estimate_dma_cycles_contended(
    input  int unsigned bytes,
    input  int unsigned active_cores,
    output longint unsigned cycles
  );

  import "DPI-C" function int pccx_is_compute_bound(
    input int unsigned m,
    input int unsigned n,
    input int unsigned k,
    input int unsigned bpe
  );

  import "DPI-C" function int unsigned pccx_peak_tops_x100();
  import "DPI-C" function int unsigned pccx_clock_mhz();

endpackage

longint unsigned ↔ Rust u64, int unsigned ↔ Rust u32 매핑은 IEEE 1800-2017 DPI-C 표준이 정의한다.

출력 인자 (output longint unsigned cycles) 는 SV 관점에서 값이 반환된 후에만 유효하다. 반환 코드가 PCCX_OK(0) 임을 확인한 뒤 cycles 를 읽어야 한다.

크레이트 타입은 cdylib 와 rlib 를 모두 포함한다 (crates/uvm_bridge/Cargo.toml 참고). rlib 표면은 Rust 단위 테스트와 하이레벨 래퍼(estimate_gemm, estimate_dma)를 위해 제공된다.

인용¶

@misc{pccx_uvm_bridge_2026,
  title        = {pccx-lab UVM Bridge: DPI-C adapter exposing the pccx cycle estimator to SystemVerilog testbenches},
  author       = {Kim, Hyunwoo},
  year         = {2026},
  howpublished = {\url{https://pccxai.github.io/pccx/ko/docs/Lab/uvm-bridge.html}},
  note         = {Part of pccx: \url{https://pccxai.github.io/pccx/}}
}