(六)UVM的sequence、sequencer及启动

小白菜~

已于 2023-02-21 15:40:24 修改

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分类专栏： UVM学习文章标签： fpga开发硬件工程

于 2023-02-16 14:25:31 首次发布

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一、sequencer和sequence

sequencer是在sequence和driver之间传递数据的桥梁，这个数据信息就是sequence_item(可理解为my_transcation)，sequence_item是一个子弹，sequence是弹夹，它的作用是装子弹，sequencer是一把枪，它的作用是把子弹射出去。sequencer是一个uvm_component，是验证平台运行过程中始终存在的，sequence是object组件，与my_transaction一样，sequence有其存在周期，比my_transaction要更长一些，当其中的transaction全部发送完毕后，它的存在周期也就结束了。

说明：

export、port是TLM组件之间通信的通道

1、sequencer

sequencer就是充当激励环节的路由器的作用，即管理sequence，在某一个验证环境中 uvm_sequencer管理多个sequence，仲裁某一时刻传递哪个sequence的数据。

1、继承关系

说明：

所有的自定义sequencer都继承于uvm_sequencer#(REQ,RSP)，(在源码中REQ=RSP，可以理解成AXI读操作，请求与响应在一个通道上面)，uvm_push_sequence#(REQ,RSP)很少使用。
在其他父类中定义了库里面自带的一些变量、函数等操作。
sequencer承载了sequence，sequence挂载在sequencer上才能发挥作用。

2、virtual sequencer

Virtual sequencer作用：控制其他的sequencer,把多个sequener绑定起来，也是为了方便sequence的调度。Virtual sequencer并不和任何driver相连，Virtual sequencer本身并不处理item。

2、squence

1、transcation：就是要发送的数据和其他的一些信息，和UVM库里的uvm_sequence_item作用类似。

包含：域传输给DUT的数据和验证平台用到的一些控制信息等、约束、field_automation等其他的一些内容。

继承关系：

说明：

所有的自定义transaction(user_transaction)都继承于uvm_sequence_item。

2、sequence就是装transaction的容器，所有的自定义sequence都继承于uvm_sequence#(user_trans)。

说明：

由于sequence、transaction都是属于object类，存在周期较短，为了让他们能够在component组件之间传递，需要将sequence挂载在sequencer上才能发送给driver，再传给DUT。

3、virtual sequence

virtual sequence的作用就是负责对不同的sequence(可相同)去挂载到不同sequencer(可相同)上的顺序进行调度。

3、sequence的启动与挂载

启动：指就是通过哪种方式调用uvm_sequence中的body()函数，也可以理解为start函数调用。

sequence的挂载：它需要挂载在一个sequencer上，在这个sequencer的phase中被调用，同时uvm_sequence可以操作所挂载的sequencer的成员变量(比如:在virtual sequence中调用 virtual sequcner中其他 sequcner 句柄 )。

transaction的挂载：对于transaction，挂载的意思就是将transaction发送给所挂载的sequencer，sequencer再发送给连接的driver。

无论哪种启动方式最终目的是要把transaction传递给sequencer，主要是要传递信息。

一、sequence的启动有三种方式

1、default_sequence

`uvm_config_db#(uvm_object_wrapper)::set(this,"v_sqr.main_phase","default_sequence",virtual_sequence::type_id::get());

说明：

使用default_sequence启动sequence，会隐式得调用start函数，自动执行sequence的body、pre_body与post_body任务等，然后会把transcation自动传给sequencer。
验证平台的component组件运行，是按照phase机制运行的
通过default_sequence将virtual sequence指向那些实例化sequence挂载到了v_sqr并在其main_phase里面执行，v_sqr是virtual sequencer的实例化对象。
default_sequence有两种定义方式，上述是常用的一种，另外一种方式是先实例化要启动的sequence，之后再通过default_sequence启动

function void my_case0::build_phase(uvm_phase phase);
    case0_sequence cseq;
    super.build_phase(phase);
    cseq = new("cseq");
    uvm_config_db(uvm_sequence_base)::set(this,"env.i_agt.sqr.main_phase","default_sequence",cseq);
endfunction

当通过default_sequence启动sequence时，uvm1.1中会自动给starting_phase赋值(uvm1.2使用了default_sequence，starting_phase也是空)，starting_phase主要用于控制验证平台的运行，在sequence中控制仿真时间，因为sequence里面是发送的数据，当要发送的信息消耗完成后，就可以结束仿真了。

2、用start任务来启动sequence

class case_0 extends base_test;
	`uvm_component_utils(case_0)
	
function new(string name = "case_0",uvm_component parent = null);
	super.new ( name, parent);
endfunction

task main_phase( uvm_phase phase);
	apb_sequence	seq;
	super.main_phase(phase);
	seq =apb_sequence::type_id::create("seq");
	seq.starting_phase = phase;
	seq.start(apb_env.mst_agt.sqr);
	`uvm_info(get_full_name(),$sformatf("end_case" ),UVM_INFO);
endtask
endclass

说明：

在sequence中显示调用strat()函数，第一个参数是需要挂载的sequencer；第二个是parent_sequence，一般传入this或者不传入；第三个是优先级；第四个call_pre_post默认为1，则自动执行pre_body/ post_body()函数。调用完这些函数用已经启动了sequence。
在start()函数中，首先调用函数set_item_context()，给成员变量m_sequencer, m_parent_sequence赋值。
starting_phase需要手动赋值。
这里seq传入了apb_env.mst_agt.sqr，调用set_sequencer()函数完成挂载，并给m_sequencer赋值，m_sequencer就指向了此时传入的sqr。

宏 uvm_declare_p_sequencer

为什么要使用p_sequencer,为了在启动sequence、transaction时能够去访问sequencer里面的变量，因为sequence是object类，sequencer是component组件

举例：`uvm_declare_p_sequencer(apb_sequencer)

内部做了一个向下类型转换，m_sequencer，p_sequencer在库内部已经定义好了，用到了cast，m_sequencer是uvm_sequencer_base类型，它是uvm_sequencer的基类，但此时m_seuencer会指向类型为uvm_sequencer的实际sequencer（即apb_sequencer），此时p_sequencer就可以通过cast指向真正的squencer了，p_sequencer是m_sequencer的子类，p_sequencer的类型是uvm_sequencer；所以在使用start函数启动sequence时要保证start()函数传入的sequencer应该和宏 uvm_declare_p_sequencer声明的类型一致，在使用uvm_declare_p_sequencer后，就可以在sequence中调用挂载sequencer的成员函数和成员变量了。

3、用uvm_do宏来启动sequence

uvm_do系列所有宏都是由uvm_do_on_pri_with宏实现的

例如：

`define uvm_do(SEQ_OR_ITEM) `uvm_do_on_pri_with(SEQ_OR_ITEM, m_sequencer, -1, {})

`uvm_do_on_pri_with(SEQ_OR_ITEM, SEQR, PRIORITY, CONSTRAINTS)

说明：

SEQ_OR_ITEM:第一个参数可以sequence也可以是item
SEQR：指要挂载的sequencer
PRIORITY：第三个是优先级
CONSTRAINTS：第四个是约束
当在sequence中使用uvm_do等宏时，对于uvm_do宏而言，它默认的sequencer就是调用uvm_do宏的这个sequence在启动时指定的sequencer，当在sequence中使用uvm_do等宏时，他会去调用start函数，其默认的sequencer就是此sequence启动时为其指定的sequencer，最终会把ransaction传递给sequencer。
如果uvm_do宏传入的第一个参数不是sequence，就是transaction, 则调用start_item, finish_item函数,而不是调用start函数，start_item()三个参数，第一个是传入的transaction, 第二个是优先级，第三个是指定该transaction发挂载在哪一个sequencer上，如果之前没有给transaction的m_sequencer赋值，此处sequcner仍未null。

start_item用于获取sequencer的授权许可，finish_item将item发送至sequencer，进而完成与driver之间的交互。

class case0_sequence extends uvm_sequence #(my_transaction);
   my_transaction m_trans;

   function  new(string name= "case0_sequence");
      super.new(name);
   endfunction 
   
   virtual task body();
      if(starting_phase != null) 
         starting_phase.raise_objection(this);
      repeat (10) begin
         `uvm_do(m_trans)
         `uvm_info("seq", $sformatf("get information from driver: %0s", m_trans.frm_drv), UVM_MEDIUM)
      end
      #100;
      if(starting_phase != null) 
         starting_phase.drop_objection(this);
   endtask

   `uvm_object_utils(case0_sequence)
endclass


class my_case0 extends base_test;

   function new(string name = "my_case0", uvm_component parent = null);
      super.new(name,parent);
   endfunction 
   extern virtual function void build_phase(uvm_phase phase); 
   `uvm_component_utils(my_case0)
endclass


function void my_case0::build_phase(uvm_phase phase);
   super.build_phase(phase);

   uvm_config_db#(uvm_object_wrapper)::set(this, 
                                           "env.i_agt.sqr.main_phase", 
                                           "default_sequence", 
                                           case0_sequence::type_id::get());
endfunction

说明：

在case0_sequence类body函数中使用了`uvm_do(m_trans)，这是一个item，此时并没有挂载，它的sequencer是null的，当后面default_sequence时，才去挂载到sqr上面的，并且在sqr的main_phase执行，然后把m_trans传递给sequencer。
下面是uvm_do宏参数是sequence或者sequence_item库内部所执行的操作

4、关系：

说明：

通过seq_item_port发送数据请求，seuquencer通过seq_item_export接收请求，再反馈给sequence，然后sequence收到请求后，创建req，req是源码默认创建例化好的类型是my_transcation类型或者uvm_sequence_iteme类型；此时sequence还要等待sequencer把其他发送数据都仲裁完了，到你了，sequencer再反馈给sequence，然后再进行req随机化，然后把数据依次传递给sequencer、driver，过程是通过TLM端口，然后driver收到数据再按协议等要求发送给DUT完成之后，就会发送item_done信号给sequence，sequence最后等到了这个已经完成的信号，就可以开始下一次的传输了