UVM学习整理——UVM通信（component类）

目录

三、UVM通信（component类）

3.1UVM TLM基本概念

3.2TLM通信端口

3.2.1单向通信端口

3.2.2双向通信端口

3.2.3多同名端口通信

3.2.4分析端口——Analysis port(一对多传输、最常用)

3.3TLM FIFO

3.3.1两种TLM FIFO

3.3.2TLM FIFO自带的方法

三、UVM通信（component类）
        UVM验证平台的特点是验证环境整体基于面向对象的开发方式，组件之间的通信也是基于TLM通信方式，但在driver与硬件的接口之间，需要将TLM抽象事务降解到基于时钟的信号驱动级别。

3.1UVM TLM基本概念
        TLM是一个基于事务（transaction）的通信方式，TLM通信两个对象根据通信动作分为initiator object（通信请求动作发起方）和target object（通信的响应方）；根据事务传输方向分为producer（数据产生方）和consumer（数据接收方）。TLM通信端口按照类型可以划分为port（常作为initiator的发起端，凭借port，initiator才可以访问target中实现的TLM通信方法）、export（作为initiator和target中间层次的端口）、imp（只能作为target接收request的末端）。

        initiator与target的关系同producer与consumer的关系，不是固定的。但是TLM的通信方法是在target一端中实现，initiator将来作为发起方可调用target内的通信方法，实现数据传输。

TLM通信的步骤可以分解为：

        1）分辨出initiator和target，producer和consumer。

        2）在target中实现TLM通信方法。

        3）在两个对象中创建TLM端口。

        4）在更高的层次中将两个对象的端口进行连接。

TLM通信中的三种端口：Port，Export，IMP

        1.控制流优先级：Port > Export > IMP

        2.Port始终是传输动作的发起者，Export和IMP只能作为动作的接受者。

        3.使用connect()建立连接关系时，只有优先级高的才能调用connect()做连接。

        4.三种端口使用new()函数在build_phase中创建。(注意：不能用create创建，端口不属于UVM树的一部分)。

        5.在有Port，Export，IMP连接的data path中，只能且必须以IMP作为终点。

        6.Port，Export相当于一道门，没用存储作用，因而必须以IMP(tlm implement port class)作为终点。

        7.IMP在声明时相较于Port/Export多了一个类型参数IMP：

                uvm_blocking_put_export#(T)

                uvm_blocking_put_imp#(T, IMP);//第一个参数T是这个IMP传输的数据类型。第二个参数IMP为实现该IMP的component类型。

        8.发起者的动作实现，最终会落到终点IMP所在的component中，因此必须在IMP所在的component中定义名字为put/get/peek/transport的函数或任务，完成最终的数据传输操作（在blocking的端口，可以将put/get/transport定义为function或task；而noblocking的端口，只允许定义成function）。

3.2TLM通信端口
        TLM端口根据是否是阻塞的方式（即可以等待延时）、通信方法和数据流向命名并划分。

3.2.1单向通信端口
        单向通信中，port和export端口的参数只有一个；imp端口，参数有两个，第一个是传递的item类，第二个是实现该端口的component。常用传输类型:

        单向通信指的是从initiator到target之间的数据流向是单一方向的。单向通信端口是根据阻塞方式、通信方法和数据流向命名并划分。

组合端口    单一端口    方法声明
uvm_put_PORT    uvm_blocking_put_PORT    
task put(T t)

uvm_nonblocking_put_PORT    
function bit try_put(T t)

function bit can_put(T t)

uvm_get_PORT    uvm_blocking_get_PORT    
task get(output T t)

uvm_nonblocking_get_PORT    
function bit try_get(output T t)

function bit can_get( )

uvm_peek_PORT    uvm_blocking_peek_PORT    task peek(output T t)
uvm_nonblocking_peek_PORT    function bit try_peek(output T t)
function bit can_peek( )
uvm_get_peek_PORT
uvm_blocking_get_peek_PORT    task get(output T t)
task peek(output T t)
uvm_nonblocking_get_peek_PORT    function bit try_get(output T t)
function bit can_get( )
function bit try_peek(output T t)
function bit can_peek( )
表格PORT代表了三种端口名：port、export和imp

        注意：阻塞的方法类型为task，这保证了可以实现等待事件和延时；非阻塞的方式类型为function，确保方法调用可以立刻返回。

其中阻塞传输的方法分别包含：

        put：initiator通过该方法可以自己生成数据T t，同时将该数据传送至target。

        get：initiator通过该方法可以从target获取数据T t，而target中的该数据则应消耗。

        peek：initiator通过该方法可以从target获取数据T t，而target中的该数据还应该保留。

非阻塞的方法分别是：try_put、can_put、try_get、can_get、try_peek、can_peek

        非阻塞方法的最大区别在于需要立即返回。如果try_xxx函数可以发送或者获取数据，那么函数还应该返回1，如果执行失败则应该返回0。可以通过can_xxx函数先试探target是否可以接收数据，通过返回值，再通过try_xxx函数发送，提高数据发送的成功率。

3.2.2双向通信端口
        双向通信指的是从initiator到target之间的数据流向是双向的。双向通信端口也是根据阻塞方式、通信方法和数据流向命名并划分。

        transport端口的通信通过transport()方法，相当于一次put传输加一次get传输，可以在同一方法调用过程中完成REQ和RSP的发出和返回；

        master和slave的通信方式必须分别通过put、get和peek的调用，通过至少两个方法的调用才可以完成一次握手通信（master端口的slave端口的区别在于：当initiator作为master时，它会发起REQ送至target端，而后再从target端获取RSP；当initiator使用slave端口时，它会先从target端获取REQ，而后，将RSP送至target端）。

3.2.3多同名端口通信
        多同名端口通信仍然是两个组件之间的通信，只是为了解决initiator与target之间的相同TLM端口超过一个时的问题（不同的端口组之间要求在imp端口一侧实现专属的方法，即无法在comp2中定义两个同名的put任务）。

        UVM通过延伸的端口宏声明方式（`uvm_*_*_imp_decl(SFX)）来解决这一问题，而它解决问题的核心在于让不同的端口之间对应着不同名字的任务，这样便不会造成方法名的冲突。

3.2.4分析端口——Analysis port(一对多传输、最常用)
Analysis通信端口特点：

        1）analysis_port/export和analysis_imp的通信是一对多的通信，类似广播的形式。

        2）analysis端口没有blocking/unblocking的概念，因为他只管广播内容，不管接受的收到与否。

        3）只有一个操作：write()函数

        4）analysis端口连接也必须以analysis_imp结尾。

同样的在一个component中有多个analysis_imp时，UVM定义了`uvm_analysis_imp_decl(xxx)宏来处理这种复杂情况。

3.3TLM FIFO
        TLM FIFO（uvm_tlm_fifo）是一个新的组件，它继承于uvm_component，而且已经预先内置了多个端口及实现了多个对应的方法（无需自己定义write(),put(),get()等函数或方法），只需要用户将端口类型对应即可，TLM FIFO相当于一个缓存两端加上IMP，input和output两端都能连接Port，两侧和它连接的component都能主动发送或索取数据。

3.3.1两种TLM FIFO
        uvm_tlm_fifo:包含除analysis端口以外的全部端口，不支持write操作。

        uvm_tlm_analysis_fifo:含有下图中的所有端口，支持write操作。

FIFO中端口名字许多带有关键词export，但实际的类型是IMP，UVM掩饰类IMP的存在。

3.3.2TLM FIFO自带的方法
        used：查询fifo里存了多少transaction

        is_empty: 判断当前fifo是否为空

        is_full: 判断当前fifo是否满了

        flush：清空fifo中缓存的数据，复位时可以用

        TLM FIFO默认的深度是1，如果需要更改，可以在new()是更改参数size的值，如需要无限大小，就将传入的size参数设为0（new函数原型为：function new(string name, uvm_component parent=null, int size=1）。
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