UVM与单例模式

王野的自留地

已于 2022-10-30 19:10:34 修改

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分类专栏： UVM总结文章标签：经验分享

于 2022-10-30 19:09:16 首次发布

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博客围绕验证平台共享资源对象u_global_resource的句柄获取问题展开。先介绍朴素方案及其缺点，后提出单例模式，该模式可让使用方无需关注对象创建和句柄传递细节。同时探讨了单例模式中各对象调用get()时的竞争问题及解决方案，还说明了单例模式的应用场景和UVM应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Singleton Pattern

场景

u_global_resource为验证平台的共享资源对象，组件env/rm/scoreboard/agent/sequencer/driver/monitor都需要用u_global_resource中的变量。

问题

env/rm/…/monitor如何获取u_global_resource的句柄？

方案 - 朴素

将句柄逐层/跨层次传递。
缺点：
1 新增/删除组件时，需要修改相应的u_global_resource句柄传递代码；
2 组件路径/名字修改时，需要修改相应的u_global_resource句柄传递代码；
3 必须保证先创建u_global_resource对象再传递其句柄的序列
思考：can we do better?

//top.sv 
global_resource u_global_resource = new();
top.env.u_global_resource = top.u_global_resource;
top.env.scoreboard.global_resource = top.u_global_resource;
top.env.in_agent.global_resource = top.u_global_resource;
… …

思考：can we do better?

能不能将u_global_resource句柄的获取与组件的路径/名字去耦合？
global_resource中能否提供统一的接口get()获取唯一对象的句柄？使用方无需关注global_resource对象的创建，句柄的传递等细节。

方案 - 单例模式

singleton
优点：
无需关注对象的构造和句柄的传递。统一使用单例提供的接口get()函数获取唯一对象的句柄。

问题：各对象在调用get()时碰到竞争怎么办？

！！！
thread1和thread2同时调用get()时，若碰到竞争，分别返回两个不同实例。与单例初衷违背。

方案1：全局的单例实例在类装载时构建。

初始化时创建对象，其他线程在调用get()时,m_inst已经存在，直接返回句柄，从而消除竞争。

方案2：加锁？

方案3：多thread调用get()保序？

总结

Singleton pattern
模式说明：单例对象的类必须保证只有一个实例存在
应用场景：整个系统只需要拥有一个全局对象
应用举例：多进程/多模块共享资源/通信/同步等信息
UVM应用：
UVM Root
UVM Factory
UVM Pool,
UVM Resource Pool,
UVM Global report server,
UVM command line processor