[转载]转一篇Systemverilog的一个牛人总结
Systemverilog
数据类型
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合并数组和非合并数组
1)合并数组:
存储方式是连续的,中间没有闲置空间。
例如,32bit的寄存器,可以看成是4个8bit的数据,或者也可以看成是1个32bit的数据。
表示方法:
数组大小和位,必须在变量名前指定,数组大小必须是【msb:lsb】
Bit[3:0] [7:0]
bytes ;
2)二维数组和合并数组识别:
合并数组: bit [3:0] [7:0]
arrys; 大小在变量名前面放得,且降序
二维数组: int arrays[0:7]
[0:3] ; 大小在变量名后面放得,可降序可升序
位宽在变量名前面,用于识别合并和非合并数组,位宽在后面,用于识别数组中元素个数。
3)非合并数组
一般仿真器存放数组元素时使用32bit的字边界,byte、shortint、int都放在一个字中。
非合并数组:字的地位存放变量,高位不用。
表示方法:
Bit [7:0]
bytes;
4)合并数组和非合并数组的选择
(1)当需要以字节或字为单位对存储单元操作。
(2)当需要等待数组中变化的,则必须使用合并数组。例如测试平台需要通过存储器数据的变化来唤醒,需要用到@,@只能用于标量或者合并数组。
Bit[3:0] [7:0] barray[3] ;
表示合并数组,合并数组中有3个元素,每个元素时8bit,4个元素可以组成合并数组
可以使用barry[0]作敏感信号。
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动态数组
随机事物不确定大小。
使用方法:数组在开始是空的,同时使用new[]来分配空间,在new[n]指定元素的个数。
Int dyn[];
Dyn =
new[5];
//分配5个元素空间
Dyn.delete()
;
//释放空间
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队列
在队列中增加或删除元素比较方便。
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关联数组
当你需要建立一个超大容量的数组。关联数组,存放稀疏矩阵中的值。
表示方法:
采用在方括号中放置数据类型的形式声明:
Bit[63:0] assoc[bit[63:0]];
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常量:
1)Verilog 推荐使用文本宏。
好处:全局作用范围,且可以用于位段或类型定义
缺点:当需要局部常量时,可能引起冲突。
2)Parameter
作用范围仅限于单个module
3)Systemverilog:
参数可以在多个模块里共同使用,可以用typedef 代替单调乏味的宏。
过程语句
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可以在for循环中定义变量,作用范围仅在循环内部
for(int i=0;i<10;i++)
array[i] =i;
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任务、函数及void函数
1) 区别:
Verilog中task
和function最重要的区别是:task可以消耗时间而函数不能。函数中不能使用#100的延时或@的阻塞语句,也不能调用任务;
Systemverilog中函数可以调用任务,但只能在fork
joinnone生成的线程中。
2)使用:
如果有一个不消耗时间的systemverilog任务,应该把它定义成void函数;这样它可以被任何函数或任务调用。
从最大灵活性角度考虑,所有用于调用的子程序都应该被定义成函数而非任务,以便被任何其它任务或函数调用。(因为定义成任务,函数调用任务很有限制)
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类静态变量
作用:
1)类的静态变量,可以被这个类的对象实例所共享。
当你想使用全局变量的时候,应该先想到创建一个类的静态变量
静态变量在声明的时候初始化。
2)
类的每一个实例都需要从同一个对象获取信息。
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静态方法
作用:
当静态变量很多的时候,操作它们的代码是一个很大的程序,可以用在类中创建一个静态方法读写静态变量,但是静态方法不能读写非静态变量。
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ref高级的参数类型
Ref 参数传递为引用而不是复制。Ref比 input
、output、inout更好用。
Function void print_checksum(const ref
bit [31:0] a[ ]);
1)
也可以不用ref进行数组参数传递,这时数组会被复制到堆栈区,代价很高。
2)
用带ref
进行数组参数传递,仅仅是引用,不需要复制;向子程序传递数组时,应尽量使用ref以获得最佳性能,如果不希望子程序改变数组的值,可以使用const
ref。
3)
Ref参数,用ref 传递变量;可以在任务里修改变量而且,修改结果对调用它的函数可见,相对于指针的功能。
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Return语句
增加了return语句。Task任务由于发现了错误而需要提前返回,如果不这样,那么任务中剩下的语句就必须被放到一个else条件语句中。体会下
Task load_array(int len. Ref int array[
]);
If(len<0)
begin
$display(“Bad
len”);
Returun;
//任务中其它代码
…
endtask
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局部数据存储 automatic作用
Verilog中由于任务中局部变量会使静态存储区,当在多个地方调用同一个任务时,不同线程之间会窜用这些局部变量。
Systemverilog中,module和program块中,缺省使用静态存储;如果想使用自动存储,需加入automatic关键词。
测试平台
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Interface
背景 :
一个信号可能连接几个设计层次,如果增加一个信号,必须在多个文件中定义和连接。接口可以解决这些问题。
好处:
如果希望在接口中增加一个信号,不需要改变其他模块,如TOP模块。
使用方法:
(1)接口中去掉信号的方向类型;
(2)DUT 和测试平台中,信号列表中采用接口名,例化一个名字
注意:
因为去掉了方向类型,接口中不需要考虑方向信号,简单的接口,可以看做
是一组双向信号的集合。这些信号使用logic类型[d1] 。
双向信号为何可以使用logic呢?
这里的双向,只是概念上的双向,不想verilog中databus多驱动的双向。
双向信号如何做接口?
(1)仲裁器的简单接口
Interface arb_if( input bit clk);
Logic [1:0] grant,request;
Logic rst;
Endinterface
DUT 使用接口:
Module arb(arb_if arbif);
…
Always @(posedge arbif.clk or negedge
arbif.rst)
…
endmodule
(2)DUT 不采用接口,测试平台中使用接口(推荐)
DUT
中源代码不需要修改,只需要再top中,将接口连接到端口上。
Module top;
Bit clk;
Always #2 clk =~clk;
Arb_if arbif(clk);
Arb_port al(.grant(arbif.grant),
.request(arbif.grant),
.rst(arbif.rst),
.clk(arbif.clk)
);
Test t1(arbif);
Endmodule
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Modport
背景:
端口的连接方式包含了方向信息,编译器依次来检查连续错误;接口使用无信号的连接方式。Modport将接口中信号分组并指定方向。
例子:
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在总线设计中使用modport
并非接口中每个信号都必须连接。Data总线接口中就解决不了,个人觉得?
因为data是一个双驱动
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时钟块
作用:
一旦定义了时钟块,测试平台就可以采用@arbif.cb等待时钟,而不需要描述确切的时钟信号和边沿,即使改变了时钟块中的时钟或边沿,也不需要修改测试代码
应用:
将测试平台中的信号,都放在clocking
中,并指定方向(以测试平台为参考的方向)。并且在modprot test(clocking cb,
最完整的接口:
Interface arb_if(input bit clk);
Logic[1:0] grant,request;
Logic rst;
Clocking cb @(posedge clk);
Output
request;
Input
grant;
Endclocking
Modport test (clocking cb,
Output rst);
Modport dut (input clk,
request,rst,
Output grant);
endinterface
变化:将request
和grant移动到时钟块中去了,test中没有使用了。
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接口中的双向信号
Interface master_if(input bit
clk); //在类中为了,不使用有符号数,常用bit[]定义变量
Wire [7:0] data;
Clocking cb@(posedge
clk);
Inout data;
Endclocking
Modport TEST(clocking
cb);
endinterface
program test(master_if mif);
initial begin
mif.cb.data <= ‘z;
@mif.cb;
$display(mif.cb.data);
//总线中读数据
@mif.cb;
Mif.cb.data <=
8’h5a;
//驱动总线
@mif.cb;
Mif.cb.data <=
‘z;
//释放总线
注:
(1)interface 列表中clk 采用的是input bit
clk;为什么要用bit?
(2)时钟块 clocking cb
中,一般将testbench中需要的信号,方向指定在这里;
而在modprot
指定test信号方向的时候,采用clocking cb。
(3)interface中信号,不一定都用logic,也可采用wire(双驱动);systemverilog
中如果采用C代码的风格(参数列表中方向和类型写一起),必须采用logic类型
(4)现在的风格,DUT 没才用clocking cb
,测试平台和DUT的时钟如何统一?
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激励时序
DUT和测试平台之间时序必须密切配合。
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测试平台和设计间的竞争状态
好的风格:
使用非阻塞赋值可以减少竞争。
systemverilog验证中initial 中都采用<=
赋值,而等待延迟采用@arbif.cb等待一个周期来实现。
而verilog中采用的风格时,initial 中采用
=阻塞赋值,沿时可以采用#2,等实现。
因此时钟发生器,只能放在module 中,而不能放在program中
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Program中不能使用always块
测试平台可以使用initial 但不能使用always,使用always
模块不能正常工作。
原因:测试平台的执行过程是进过初始化、驱动和响应等步骤后结束仿真。
如果确实需要一个always块,可以使用initial forever
来完成。比如:在产生时钟时。
类
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类中static变量
背景:
如果一个变量需要被其他对象所共享,如果没有OPP,就需要创建全局变量,这样会污染全局名字空间,导致你想定义局部变量,但变量对每个人都是可见的。
1)作用:
类中static变量,将被这个类的所有实例(对象)所共享,使用范围仅限于这个类。
例:class transaction;
Static int count=0;
Int id;
Endclass
Trasaction tr1,tr2;
Id不是静态变量,所以每个trasaction对象都有自己的id;count
是静态变量,所有对象只有一个count变量。
如何用?
当你打算创建一个全局变量的时候,首先考虑创建一个类的静态变量。
2)static变量的引用
句柄或类名加::
4)
static 变量的初始化
static变量通常在声明时初始化。不能在构造函数中初始化,因为每一个新的对象都会调用构造函数。
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静态句柄:
背景:当类的每一个对象,都需要从同一个对象(另一个类)中获取信息的时候。如果定义成非静态句柄,则每个对象都会有一份copy,造成内存浪费。
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静态方法
背景:
当使用更多静态变量的时候,操作他们的代码会很长。
作用:
可以在类中创建一个静态方法用于读写静态变量。
注:systemverilog不允许,静态方法读写非静态变量。
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类之外的方法
背景:解决类太长的问题。类最好控制在一页内,如果方法很都很长。
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This
背景:如果在类很深的底层作用域,却想引用类一级的对象。在构造函数中最常见。
作用:this指向类一级变量
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如何做类,类做多大?
上限:类不能太大
当类中存在多处相同的代码,你需要将这段代码做成当前类的一个成员函数或父类的成员函数。
下限:类不能太小
类太小,增加了层次。
方法:如果一个小类只被例化了一次,可以将它合并到父类中去。
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动态对象
概念区分:方法中修改对象 和修改句柄
修改对象——将对象的变量重新赋值。
修改句柄——在任务中new()对象。
1) 当你将对象传递给方法
背景:句柄,new()后变成对象,在将其作为参数传递给方法。
实质和作用:
传递的是句柄。这个方法可以读取对象中的值;也以改变对象中的值
2) 修改标量变量的值
背景:在方法的参数中,前面加ref;(用ref传递,ref传递的是变量的地址)。
作用:
方法可以修改变量的值,并将修改的值,传递给主程序。
引申:
方法可以改变对象,即使没有使用ref 修饰句柄。
因为传递的是句柄,句柄是地址。不要将句柄和对象混为一谈,如果传递的是对象,对象是单向的,那方法以外也不能传递回来。可以这样理解吧。
读写对象中的值:
例:
Task
transmit(Transcation t);
Cbbus.rx_data <= t.data;
t.stats.startT =
$time;
//在任务中,改变了对象
endtask
trancation t;
initilal beign
t = new();
t.addr = 42;
transmit(t);
end
既然传递的是句柄,那数据就没传过去,如何读取值?
答:主程序中new()创建了一个对象,而句柄是指向对象的指针,传递的是句柄,transmit中也指向了对象,所以transmit中可以读写对象。
3) 在任务中修改句柄
背景:
在方法中,参数为句柄,前面加ref。
作用:
可以在方法中new()对象,并将初始化放在方法中;在主程序中仅仅调用。
注意:正确的事物发生器,参数是带ref的句柄
Function void create(ref transaction
tr)
Endfunction
方法的参数是句柄,句柄前有ref 和没ref的差别:
没ref,在方法中不能new()该句柄的对象,因为没ref,句柄是不能传递到主程序的;
有ref,可以在方法中new()该句柄的对象。
原因:没ref传递的是句柄,不能修改句柄,有ref,传递的是句柄的地址,可以修改句柄。
例子:
Function void create( Transcation
tr)
tr
= new();
不正确
tr.addr = 42;
Endfunction
Transcation t;
Initial begin
Create(t);
$diasplay (t.addr);
End
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程序中修改对象
背景:
应该在循环中,new()多个对象,而不是先new()对象再循环发送事物。
作用:
创建多个对象
正确产生器,创建多个对象:
Task generator (int n);
Transaction t;
Repeat(n) begin
t=new();
t.addr =$random();
transmit(t);
endtask
将new()放在循环内,这样创建了许多对象。
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对象的复制
目的:防止对象的方法修改原始对象的值。或在一个发生器中保留约束。
分两种情况,类中不包含其他类的句柄和包含
方法:
1)
使用new复制一个对象——简易复制(shallow copy)
Transaction src,dst;
Src = new() //
dst = new src
//复制
局限:
如果类中包含一个指向另外一个类的句柄,那么只有最高一级的对象被new复制,下层的对象都不会被复制。
会出现意想不到的错误。
当前类中变量和句柄被复制,这样两个对象,都有指向另外一个类的对象statistic(会带来意想不到的错误),但是statistic没有被复制。如果其中一个transaction对象,修改了statistic对象值,会影响到另一个transaction看到static的值。
2) 简单的复制函数
如何实现:
Copy函数一般放在类内部,函数名为该类的一个句柄,copy函数中new()对象。
局限:
类中不包含其他类。
3) 深层的复制函数 ——深层copy
目的:解决类中包含另外一个类,copy带来的问题。
实现:
在copy函数中,将调用另一个类的copy函数,赋值给该句柄;同时需要为statistic类和层次结构中每一个类增加一个copy()方法;copy函数的ID域也要保持一致,copy函数,copy本类,所以ID也要++.
Copy.stats =
stats.copy();
Id =count++;
约束
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约束块中,只能包含表达式,不能赋值。
1)dist权重分布
dist带有一个值的列表及相应的权重,中间用:= 或
:/分开。值或权重可以是常量或变量。权重的和不必是100.
:=
表示范围内,每一个值的权重是相同的;
:/
表示范围内,权重要均匀分布
2)Inside
产生一个值的集合,在值的集合中取随机值时,机会相等。
3)在集合中使用数组
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条件约束
Systemverilog支持两种关系操作 –>和if—else
—>可产生和case效果类似的语句块,可以用于枚举类型的表达式。
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双向约束
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控制多个约束块
作用:可以打开或关闭某个约束
可以使用内建的Handle.constraint.constraint_mode()打开或关闭。
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内嵌约束
背景:很多测试只会在代码的一个地方随机化对象,但是约束越来越复杂时,
Systemverilog可以使用randomized with
来增加额外的约束,这和在类里增加的约束是等效的。
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Pre_randomize 和post_randomize函数
有时候需要再调用randomize()之前或之后立即执行一些操作。
随机化前:设置类里的一些非随机变量(如上下限、权重),
随机化后:计算数据的误差矫正值。
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约束的技巧
1) 约束中使用变量
2) 使用非随机值
如果一套约束在已产生了几乎所有想要的激励向量,但还缺少几种。
可以使用rand_mode把这些变量设置为非随机变量。
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数组约束
Systemverilog可以用foreach对数组中的每一个元素进行约束。
线程及线程间的通信
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测试平台使用许多并发执行的线程。测试平台隶属于程序块。
Systemverilog引入两种新的创建线程的方法—fork…join_none和fork…join_any
1) 使用fork…join_none来产生线程
在调度其内部语句时,父线程继续执行。
2) 使用fork…join_any实现线程同步
在调度块内语句,当第一个语句执行完,父线程才继续执行。
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动态线程
Systemverilog中可以动态创建线程。
用法:
fork…join_none放在了任务中,而不是包含两个线程。
原因:
主程序中有连个线程:发送和检测线程。但是不能同时启动,发送事物后,才能检测,否则还未产生数据,就开始检测;但是检测又不能阻塞下一次发送事物的线程。所以fork…join_none
放在了检测task 任务(后作用的线程中)中,
例:测试平台产生随机事物并发送到DUT中,DUT把事物返回到测试平台。测试平台必须等到事物完成,但同时不希望停止随机事物的发送。
Program automatic
test(bus_ifc.Tbbus);
Task
check_trans(Transaction tr);
Fork
Begin
Wait(bus.cb.addr == tr.addr);
End
Join_noe
Endtask
Initial begin
Repreat(10) begin
Tr= new();
Assert.(tr.randomize());
//把事物发送到DUT中
Transmit(tr);
//等待DUT的回复
Check_trans(tr);
End
#100;
End
endprogram
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并发线程中务必使用自动变量来保持数值。
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#0 延迟,使得当前线程必须等到fork…join_none语句中产生的线程执行完后,才得以运行。
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停止线程
1)
停止单个线程
使用fork ..join_any 后加disable。
3) 停止多个线程
Disable fork
能停止从当前线程中衍生出来得所有子线程。
应该使用fork ..join 把目标代码包含起来,以限制Disable
fork的作用范围。
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事件
背景:
Verilog中当一个线程在一个事件上发生阻塞的同时,正好另一个线程触发了这个事件,则竞争就出现了。如果触发线程先于阻塞线程,则触发无效(触发是一个零宽度的脉冲)。
解决方法:
Systemverilog
引入了triggered()函数,用于检测某个事件是否已被触发过,包括正在触发。线程可以等待这个结果,而不用在@操作符上阻塞。
例子:
Event e1,e2;
Initial begin
->e1;
@e2;
End
Initial begin
->e2;
@e1;
End
上面的代码,假设先执行第一个块,再执行第二个块。第一个块会阻塞在@e2(阻塞先执行),直到e2触发,再运行(触发后执行);在执行第二个块时,会阻塞在@e1,但是e1已经触发(触发先执行,阻塞后执行,触发是个零宽度的脉冲,会错过第一个事件而锁住)
解决方法:用wait(e1.triggered())来代替阻塞@el,如果先触发,也可以执行。
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等待多个事件
最好的办法是:采用线程计数器来等待多个线程。
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旗语
Get()可以获取一个或多个钥匙,put()可以返回一个或多个钥匙。Try_get()获取一个旗语而不被阻塞。
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信箱
背景:如何在两个线程中传递信息?考虑发生器需要创建很多事物并传递给驱动器的情况。
问题:如果使用发生器的线程去调用驱动器的任务。这样,发生器需要知道驱动器的层次化路径(类的层次化),降低了代码的可重用性;还迫使发生器和驱动器同一速率运行,当一个发生器需控制多个驱动器时会发生同步问题。
解决办法:把驱动器和发生器当成各个处理事物的对象,之间通过信道交换数据。信道允许驱动器和发生器异步操作;引入问题:你可能倾向于仅仅使用一个共享的数据或队列,但这样,编写实现线程间的读写和阻塞代码会很困难。解决办法:可以使用systemverilog中的信箱。把信箱看出一个具有源端和收端的FIFO.
操作:
1)信箱的容量可以指定,new(size),size限制信箱中的条目,size为0,或没指定,则信箱是无限大。
2)Put()放数据,get()可以移出数据。Peek()可以获取信箱中数据的copy而不移出。
3)信箱中可以放句柄,而不是对象。
漏洞:在循环外只创建一个对象,然后使用循环对对象随机化,信箱中是句柄,最终得到的是一个含有多个句柄的信箱,多个句柄都指向同一个对象。
解决办法:在循环中,创建多个对象。
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异步线程间使用信箱
背景:
很多情况下,由信箱连接的两个线程应该步调一致,这样生产方
才不至于跑到消费方前。
好处:最好层的generator需要等待低层的数据发完后才能结束。测试平台能精确知道所有激励发出去的时间。
两种情况
两个线程同步,需要额外的握手信号。否则,出现生产方运行到结束,消费方还启动。
1)
信箱容量为1,两个线程同步
因阻塞,连个线程不需要握手信箱
3) 容量不为1,线程间同步
需要使用握手信号,以使producer不超前于consumer;如果consumer超前于prodecer会阻塞。
解决办法
1)
使用定容信箱和peek实现线程同步:(比较好)
消费方:consumer
使用信箱方法peek()获取信箱里的数据的copy而不将其移出,当consumer处理完数据后,便使用get()移出数据。
特点:信箱容量定义为1,不需要握手信号。
Calss consumer
Repeat(n)begin
Mbx.peek(i);
$display(“consumer:after get( )”,i);
Mbx.get(i);
End
endcalss
如果直接使用get()替代peek(),那么事务会被立刻移出,这样可能会在consumer完成事务前,producer生成新的数据。
-
2)使用信箱和事件实现线程同步
使用边沿敏感的阻塞语句@handshake 代替电平触发wait(handshake.triggered())。
因为:线程中任务run()使用循环,事件阻塞只能使用@handshake。
局限:如果遇到producer线程的阻塞和consumer线程的触发同时发生,则可能出现次序上的问题。
3)使用两个信箱实现线程同步
使用另一个信箱把consumer的完成信息发回给producer。
目的:在producer线程中,处理完事物后,用一个get()来阻塞。
特点:信箱容量大于1.
Maibox mbx,rtn;
Class prodecer
For(int i=0; i<4;i++) begin
….
Mbx.put(i);
Rtn.get(i);
…
End
Endclass
Class consumer
Repeat(3) begin
….
Mbx.get(i);
Rtn.put(-i);
…
End
Endclass
说明:信箱的构造函数中Mbx =new();Rtn
=new(),信箱容量为无穷大。如何实现同步?
虽然信箱容量为无穷大,producer线程发完一个数据后遇到get()会阻塞,不能放入第二个数据;等到consumer得到第一个数据并且处理完后,通过另一个信箱返回一个数据,producer才继续放第二个数据。
因为get()得到数据后,将信箱中数据取出。表象:信箱容量定义为无穷大,但是实际上也是producer放一个数据,consumer取一个数据;然后producer再放第二个数据,依次类推。
这样确保producer不会超前于consumer线程,而将数据都写入信箱。
4) 其他的同步技术
通过变量或旗语阻塞也可以实现握手。事件是最简单的结构,其次是通过变量阻塞。旗语相当于第2个信箱,但是没有交换信息。Systemverilog中的信箱比其他技术要差,原因是无法在producer放入第一个事务时,让它阻塞。Producer一直比consumer提前一个事务的时间。
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Wait(handshake.triggered())和@handshake 使用范围
1)
Wait(handshake.triggered()),用于等待一个事件;
2)
循环中等待事件,只能用@handshake
3)
两个线程的同步,一般任务run()使用循环,所以只能使用@handshake。
注意事项:
1)
在循环中,等待事件不能用Wait(handshake.triggered()),因为如果事件触发一次,wait()语句一直为真,进入不断的循环。下一次循环中,不会阻塞。
2) @handshake
如果触发事件,先于等待事件。会等不到事件,因为(事件触发,是一个零宽度的脉冲)
OPP的高级编程技巧
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继承
背景:
为总线事务增加一个错误功能并带可变延时的复杂类。方法如下:
1)
使用合成,即在类中例化另一个类型的类。有时候很难将功能分成独立的部分。如果使用合成,则需要为正确和错误事务分别创建不同的类,正确类的测试平台需要重写以处理错误类的对象。
2)使用扩展类
作用:
当需要增加事务,而对现有的测试代码修改越少越好,。例如增加错误注入功能。
扩展类和类合成区别:
扩展类解决,增加新事务,使用类合成中,大量修改代码的麻烦。
如何使用:
扩展类共享基类的变量和子程序。
1)基本类中的方法,需标记为virtual,这样扩展类中才可以重新定义。扩展类中函数,和基类中函数名一样时,通过supper.函数名,调用基类中函数。Systemverilog中不允许supper.supper.new方式经行多层调用。
2)如果基类构造函数new()有参数,那么扩展类,必须有一个构造函数,并在构造函数的第一行调用基类的构造函数。
Class basel
Function new(input int var);
this.var =
var;
endfunction
endclass
class
extended extends basel
function
new(input int var);
super.new(var);
endfunction
endclass
3)OPP规则指出:基类的句柄,也可以指向扩展类的对象。(好好体会)
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蓝图模式
1)背景:一个简单的发生器,通过信箱将数据传递给驱动器。
class generator
mailbox gen2drv;
transaction tr;
function new(input mailbox gen2drv)
this.gen2drv
= gen2drv;
endfunction
task run;
forever begin
tr = new();
assert(tr.randmize);
gen2drv.put(tr);
//mail.put(x)
end
endtask
endclass
存在问题:这个例子在循环内部创建事务对象,而不是在循环外部,避免了测试平台常见的错误。New()放在循环外部,错误原因是,mailbox中放入的是句柄,而不能是对象,所有的句柄都指向同一个对象。(1)任务Run创建了一个事物并立即随机化,意味着事务使用了默认的所有约束。要修改,必须要修改transaction类。(2)无法使用扩展
解决办法:将tr的创建和初始化分开,使用蓝图模式。
另一个问题:如果简单的把创建和初始化分开,而放在循环外部,而避免测试平台错误(P200),如何解决?蓝图模式如何解决
2)蓝图模式概念:
首先构建一个对象蓝图(金属模),然后修改它的约束,甚至可以用扩展对象替换它,随机化这个蓝图时,就得到想赋予的随机值;然后复制这个对象,将copy发给下游。
蓝图:是一个钩子,允许你改变发生器类的行为而无需修改其类代码。蓝图对象在一个地方构建(new()),在另一个地方(任务run)使用
3)P200与P221相对比分析:重要
蓝图模式,也就比new()在循环外地generator多了一个copy函数。问题(1)蓝图模式,new()在循环外,也只有一个对象,而mailbox中放入的只能是句柄,如何解决常见的平台错误?
因为copy,是对象的复制,而不是句柄的复制。这样蓝图模式只有一个句柄,但是随机化后,copy,相当于再循环中创建了许多对象。而测试平台常见错误的本质是,只创建了一个对象。这样就避免了问题。
(2)蓝图模式下,因为只有一个ID号,那么任务run循环中,下发了许多数据,这些只有一个ID号了?
因为copy是对象的复制,所以在copy中ID号也会增加。下发的每个数据,都有各自的ID号。
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使用扩展的transaction
为了注入错误,需要将蓝图对象transaction变成Badtransaction(改变蓝图)。必须在环境的创建和运行阶段之间完成这个操作。注意:所有的badTr引用都在这一个文件中,这样就不需要改变environment类或generator类。
Env.build();
Begin
Badtr bad = new();
Env.gen.blueprint = bad;
End
Env.run
目的是:将一个对象取代另一个对象。New()后都是对象了,将对象赋值给对象,这是什么写法?不是复制呀?复制本质是将一个句柄指向一个对象。
解释:上述是句柄的复制,将扩展类句柄bad赋值给基类句柄blueprint,这样基类句柄指向扩展类对象,后面的代码调用的时候,就直接指向扩展类bad了,改变了蓝图。
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Env.new()和nev.build()区别
Env.new()仅仅new()函数
nev.build()是将各个模块new(),并传达一些参数,通过这些参数将环境的各个模块,连接起来。P213
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$cast 作类型向下转换
背景:基类句柄可以指向扩展类对象,不需要额外的代码;
扩展类句柄指向基类对象,一般情况下会出错,但有时候是可以的,前提是基类句柄指向了它的一个扩展类对象。
作用:扩展类句柄指向基类对象时,使用$cast()函数。在非法的情况下,不会编译报错,会返回了一个0.
$cast做任务使用时,systemverilog会在运行时,检查源对象类型和目的对象类型不匹配,会报错;
$cast
做函数使用时,运行时,仍做类型检查,在不匹配时,不会报错,$函数返回0.
前面所述:基类句柄可以指向任何它的扩展类的对象、
1)
基类句柄指向扩展类对象——出现情况:修改蓝图,不改过多代码,增加功能
Transaction tr; //基类句柄
BadTr
bad; //扩展类句柄
Bad = new();
Tr =
bad; // 基类句柄指向扩展类对象
tr.display;
//掉用的是扩展类的方法
2) 扩展类句柄指向基类对象——出现情况:基类virtual
方法copy函数,它的继承类中copy函数
将基类句柄赋值给扩展类句柄,使扩展类句柄指向基类对象,一般编译器会出错,不能运行,所以非常小心;只有基类句柄指向扩展类对象时,再将扩展类句柄指向基类对象时,不出错。为了检测基类句柄是否指向了扩展对象,并且不让编译器报错,可以使用$cast()函数检测。
当把扩展类句柄指向基类对象时,发生什么?
Tr= new();
Bad =
tr; //扩展类句柄指向基类句柄
上述会发生错误,编译不会被通过。因为有些属性在基类中不存在;但是扩展类句柄指向基类句柄不总是非法的(见下面代码,是可以的),当基类句柄指向一个扩展类对象时是允许的。
Transcation tr;
BadTr
bad,bad2;
Bad= new();
Tr =
bad;
//基类句柄指向扩展类对象
$cast(bad2,tr);
//扩展类句柄指向基类对象
if(!$cast(bad2,tr);
$display(“cannot assign tr to bad2”);
$display(bad2.bad_crc);
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句柄类型和对象类型差异(书中翻译的不准,type of handdle 和 object)
个人理解:
Transaction tr;
句柄tr类型是transaction
句柄类型:关键字
对象类型:类中成员的类型差异
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虚方法和多态
多态:多个程序使用一个共同的名字的现象。
多态解决问题:计算机建构面临的一个问题。让物理内存很小的情况下,让处理器能够对很大的地址空间寻址。针对这个问题引入了虚拟内存。
虚拟方法继承劣势:
基类使用了虚拟方法,扩展类也必须使用相同的“签名”,扩展类中虚拟子程序不能增加或删除参数,这意味着必须提前做好规划。
l
对象复制
1) 因为是virtual
函数,扩展类中copy方法也必须是transaction型的,
但是要copy的是badtr类型的,所以要new一个bad
带有copy 的事物基类。
Class transaction ;
Rand bit[31:0] src,dst,data[8];
Bit[31:0] crc;
Virtual function transaction copy
();
Copy = new();
Copy.src = s
rc;
Copy.dst =
dst;
Copy.data =
data;
Copy.crc = crc;
Endfunction
Endclass
带有copy的扩展类
Calss badtr extends transaction
Rand bit
bad_crc;
Virtual function badtr
copy(); //错误
Virtual function transaction
copy();
Badtr bad;
Bad = new();
Bad.src = src;
bad.dst = dst;
bad.data = data;
bad.crc = crc;
Bad.bad_crc = bad_crc;
Return bad;
Rendfunction
endclass
2)优化途径一,创建一个独立的函数copy_data,这样每个类只负责copy其局部变量,即扩展类中的copy函数用super.copy_data(tr),代替了基类中变量的复制。代码的重用性提高。P8.22
$cast(bad,tr);
//扩展类句柄指向基类句柄
使用的情况: 因为virtual
函数,在继承中,虚拟函数必须和基类中名称和参数也一致。这样扩展类中copy_data函数参数仍然是transaction类型的tr,这样出现了参数是基类句柄,但是copy_data函数内要作的确实扩展类的成员,就要将基类句柄参数赋值给扩展类句柄,
要将扩展类badtr类型的数据返回,所以必须用$cast(bad,tr)。
2)
优化途径二,最好的。前面的copy子程序都会创建一个新对象,改进的一种方法就是指定复制对象的存放地址。
Virtual function transaction copy(transaction to
=null);
if(to == null)
copy = new();
else
copy = to;
copy_data(copy);
endfunction
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抽象类和纯虚方法
背景:验证的目标之一是创建多个项目共享的代码。
目的:systemverilog
有两种方法创建共享的基类:抽象类和纯虚方法
Virtual class (抽象类):可以被扩展但是不能被直接例化。
Pure virtual
function(纯虚方法):没有实体的方法原型,相当于一个声明。
1)
由抽象类扩展而来的类,只有在所以的虚拟方法都有实体的时候才能被例化,
2)
纯虚方法只能在抽象类中定义。
3)抽象类中,纯虚方法是没实体的,非纯虚方法最好也不写实体。
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回调
背景:测试平台目的:创建一个不做任何修改就能在所有测试中使用的验证环境。要做到这点的关键是测试平台使用钩子,(什么是钩子?)钩子作用,在不修改原始类的情况下注入新的代码。采用virtual
方法,也可以在扩展类中覆盖基类方法,但是需要重复原方法的所有代码,并且它的修改将传播到它的所有扩展类中。
作用:回调就是一个钩子,在不修改原始类的情况下注入新的代码。
实现:回调任务在顶层中创建,在最低级即驱动器中调用。这样驱动器不需要知道测试的任何信息,它只需要使用一个可以在测试中扩展的通用类。
1) 使用回调注入干扰
回调的一个常见用法就是注入干扰,例如引入一个错误或者延迟。下面测试平台使用回调对象,随机地丢弃数据包。
扩展类是如何作用的?在扩展的回调类中注入错误,如何在驱动器中作用的?
关键是数据队列的作用,驱动器中使用了,回调基类的数据队列
回调基类是抽象类,在扩展的回调类中加入错误注入,而drive驱动类中,是回调基类的数据队列,在环境中将扩展类句柄让入驱动器类,回调基类的数据队列中。
begin // Create error injection callback
Driver_cbs_drop dcd = new();
env.drv.cbs.push_back(dcd); // Put into
driver
end
与前面扩展类作用的差异?
前面代码,要使扩展类中增加代码,需要使基类句柄指向扩展类句柄。
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驱动器类:
下面的代码如何解释
2)回调也可以想scoreboard 发送数据或收集功能覆盖率。
优点:你可能想过将scoreboard和功能覆盖数据组置于一个事物处理器中,通过邮箱连接到测试平台中,这是一种笨拙的方法,原因如下:测试平台组件几乎都是被动和异步的,组件只有在测试平台给他数据的时候才被唤醒,而且不会主动地向下游事物处理器传递信息。麻烦:1)这样一个需要同时监视多个邮箱的事物处理器复杂了;2)你可能在多个地方采集数据,但是事物处理器设计用来处理单个数据源回调
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