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  • UVM基础之------uvm phases机制

    代码的书写顺序会影响代码的实现,在不同的时间做不同的事情,这是UVM phase的设计哲学,UVM phase提供了一个通用的TB phase 解决方案。支持显示的隐式的同步方案,运行时刻的线程控制和跳转。只要把代码填入对应的phase,这些代码就会自动执行。phase 的引入在很大程度上解决了代码顺序杂乱可能会引发的问题。它本质上是通过把代码顺序强制固定来实现这个目的的,如 build_phase 的代码一定在connect_phase之前执行 ,而 connect_phase的代码一定在 end_of_elaboration_phase之前执行等等。遵循 UVM 的这种代码顺序划分原则,可以在很大程度上减少验证平台开发者的工作量,让其从一部分杂乱的工作中解脱出来。在本篇里面主要介绍在uvm phase里面的一些基本的概念。

    首先要区分一下仿真时间和运行时间:
       仿真时间是使用$time函数等到的时间,而运行时间则是CPU的时间。

    类继承层次:
     

    这里面跟phasing相关的类介绍如下:
       1. uvm_phase: 基本的类,定义一个phase的行为,状态,内容
       2. uvm_domain:phasing的进度节点,代表进度的一个独立分支
       3. uvm_bottemup_phase: 实现bottem up 函数
       4. uvm_topdown_phase:实现topdown 函数
       5. uvm_task_phase:实现task phase

    uvm中的phase,按照其是否消耗仿真时间特性,可以分成两大类:
         1. function phase不消耗仿真时间,而function phase也分成两大类:
                 a. 继承自uvm_bottemup_phase的自下而上的执行function
                 b. 继承自uvm_topdown_phase的自上而下执行的function
         2. 只有run_phase是task phase,消耗仿真时间的,自上而下启动,同时在运行。


    UVM中同一phase的执行顺序:
          phase是和uvm_componet相伴相生的一个概念,对于每一个uvm_component来说,都有全部的phase,而验证平台中的component是分层次的。
          1. UVM使用自上而下执行build_phase,在build_phase中做component的实例化工作,如果在其他phase实例化一个uvm_component的话,系统会报错的。如果uvm_object的实例化,则可以在任何phase完成。
          2. 除了build_phase之外,所有的不耗仿真时间的phase都是自下而上执行。
          3. 对于同一层次的uvm_component按照new时指定名字的字典顺序执行

    UVM中的动态运行run_time phase:

           1. UVM把 run_phase又分割成了 12 个小的phase,这 12 个小的 phase各自在执行顺序方面与run_phase完全相同,即自下而上的启动,同时运行。这里有两个问题,第一个问题是为什么要分成小的 phase?第二个问题是这 12 个小的 phase 与run_phase之间关系如何?

    UVM把run_phase又分割成12个小的phase:
    1. 为啥要分成小phase,精细化控制 reset/configure/main/shutdown是核心
    一个大的chip里面有很多功能性比较独立的模块,这些功能性独立意味着一个模块A在run的时刻另一个模块B可以不run,也可以run,B运行不运行和A运行不运行关联度不大甚至没有关联,比如A是只负责处理发通路的而B只负责收通路;但是另一方面,功能性独立并不意味着什么都独立,举例来说,A模块和B模块功能性很独立,比如A是一个clock generation模块,B是一个processor模块,那在A没有正常work的前提下B是不能正常工作的。
           1. 分成小的phase是为了实现更加精细的控制,其中核心的四个phase是(reset,configure,main,shutdown),这四个phase模拟了DUT的正常的工作方式
           2. 实现跳转操作
           3. 12 个小的 phase之间并不是这样顺序执行,而是每当一个小的phase 执行完成的时候要看看其它component的同名的小 phase有没有执行完,等所有的都执行完后,才会进入下一个小的phase,也就是说有一个同步的过程。

          由此我们至少可以提出两点需求:
          (1)能不能让B的reset phase发生在A的reset phase之后,这样等待clock都稳定了再对B做reset操作或者release reset操作?
          (2)能不能让A的main phase和B的main phase异步的运行?
          上面两点至少需要用到UVM中的的如下机制:新建一个domain、给不同的component设置不同的domain、不同的domain之间phase的同步和异步。
          再如,功能更复杂的tb可能需要新建一个user-defined的phase,让它在某一需要个时刻点运行,可以是function性质的或者task性质的。
    2. 12个小phase于run_phase之间的关系?

    每当一个小的phase执行完成时候,要等到所有component的同名的小phase有没有执行完,等所有执行完了,才进入下个小phase。

    UVM中的objection:UVM中,通过objection机制来控制验证平台的关闭。

    在进入到某一phase的时候,UVM会收集此phase提出的所有的objection,并且实时监测所有的objection是否已经drop了,当发现所有的都已经drop后,那么就会关闭此phase,开始进入下一个phase。当所有的phase都执行完毕后,就会调用$finish来把整个的验证平台关掉。
    如果想执行一些耗费时间的代码,那么至少也要在此phase下raise一次objection。这个结论只适用于run_time的phase。对于run_phase则不适用。
    phase的引入是为了解决何时结束仿真的问题

    上例中,只要把pkt_num设置成要发送的transaction的数量就可以了。这种设置可以通过config的形式,读者可以参照config机制的相关章节。
    另外一种方法就如在第一章的例子中那样,在sequence中把sequencer的objection给raise起来,当sequence完成后,再drop此objection。这种方法相对上一种方法的好处就是不必设置要发送的包的数量。不过,这种方法的限制是,此sequence必须要做为sequencer的某个phase(比如main_phase)的default_sequence,这个通常是比较容易的,一般都使用这种方法。

    domain:
    domain把两块时钟域隔开,之后两个时钟域内的各个动态运行(run_time)的phase就可以不必同步。注意,这里domain只能把run_time的phase给隔离开来,对于其它的phase,其实还是同步的,即两个domain的run_phase依然是同步的,其它的function phase也是同步的。
    多domain与单domain的区别主要体现在phase和objection上





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