sv标准研读第十四章-clocking block

书接上回：

sv标准研读第十三章-task和function

第14章 clocking block

14.1 总览

-clocking block声明

-input skew和output skew

-clocking block的信号事件

-cycle delay

-同步事件

-同步驱动

14.2概述

Clocking block的作用：识别时钟信号并实现同步。

14.3 clocking block声明

声明格式：

解释说明：

delay_control：可以是具体数值，也可以是常量表达式

clocking_identifier：clocking block的名字，只有默认的clocking block可以没有名字，但是没有名字的clocking block里的声明是不能被引用的。

Signal_identifier：clocking block里声明的一个信号

Clocking_event：clocking block里扮演时钟角色的事件，用于驱动和采样

当clocking block里的变量方向是input时，不能做写操作；当clocking block里的变量方向是output时，不能做读操作。

Clocking_skew：指定驱动和采样信号距离时钟事件的时间，input skew是采样时间，在时钟事件之前，ouput skew是驱动时间，在时钟事件之后。

举例：

上面这个例子中，第一个ck1表示clk上升沿的前#1step会做数据采用，clk上升沿之后的下降沿会做数据驱动。第二个ck2表示如果clk在上升沿，那么采样在上升沿前#1step，驱动在该上升沿后面的下降沿；如果clk在下降沿，那么采样在下降沿前#1step，驱动在该下降沿。

注意：clocking block里声明的变量可以和rtl里面的某个hierarchical信号关联。举例：

注意：上面这个例子第四行的意思是ack这个output信号驱动时会override掉默认的#2ns skew，而选择在clock1的下降沿进行驱动。第五行的作用类似，也是override掉默认的#10ns，而换成#1step。

默认情况下，default input skew是#1step，default output skew是0。#1step指的就是一个时间单位。

14.4 input skew和output skew

input skew和output skew分别控制着采样数据和驱动数据的时间。如下图：

Skew可以是常量表达式，也可以是参数。

当input skew是#0时，会在当前time step的observed域进行采样，当output skew是#0时，会在当前time step的re-NBA域进行采样。

14.5 hierarchical表达式

前面已经有例子说明了clocking block里声明的信号可以和hierarchical信号关联，不仅如此，还可以和hierarchical信号的slice或者通过{}连接符将多个信号拼接起来和clocking block里声明的信号关联上。

需要注意的是关联信号时要注意信号的方向：input/output/inout。

14.6 在多个clocking block里使用的同一个信号

需要注意的是，多个clocking block可以使用同一个信号，比如时钟信号，那么就表示同一个时钟实现了多个同步。

14.7 clocking block的作用范围和生命周期

注意：clocking block和always一样声明就是例化，在调用里面的信号时直接clocking_block_name.signal_name即可。

Clocking block不能在function\task\package里面声明，也不能在编译单元之外声明，只能在module、interface、checker、program里声明，它有着静态生命周期，和module、interface、program一样。

14.8 多个clocking block使用举例

14.9 interface和clocking block联合使用

Clocking block经常和interface搭配使用，这是因为interface封装了一系列信号，能够帮助减少测试平台的代码量。对于testbench而言，信号的方向和rtl是不相同的，那么在使用clocking block时，可以带上modport关键字来声明信号的方向。因此使用modport声明的信号方向是站在clocking block的角度而言的，也即interface的角度，也是testbench的角度。和dut的角度是完全相反的。举例：

14.10 clocking block事件

我们可以直接使用clocking block的名字来当做一个事件，它的作用就相当于使用它的同步时钟事件。举例，定义了这样的一个clocking block：

当我们这样等待一个事件时：

它的作用就相当于：

14.11 ## cycle delay

作用：延迟指定数量个default clocking event。Default Clocking event的概念见下一小节。

语法：##后面跟一个正整数

使用##的前提是当前scope下有定义default clocking event，没有定义就使用##会报错。

##0比较特殊：如果当前time step有default clocking event发生，那么不做任何delay；如果当前time step没有default clocking event发生，那么会一直delay到下一个default clocking event发生。

##不能用在intra-assignment里。

14.12 default clocking event

定义：直接在clocking block定义的关键字前面加上default关键字即可，如下：

一个scope下只能定义一个default clocking event，多于一个会报错，并且只对当前scope起作用。举例：

14.13 Input sampling

当input skew非0时，会在当前clocking event之前的某个time step的postponed region进行采样；当input skew为0时，会在当前clocking event的observed region进行采样。

当表达式中有clocking event时，该event是在observed region触发。举例：

虽然@(cb)和@(negedge clk)等效，但两者触发的region不一样，前者在observed region触发，后者在active region触发，因此前者能避免很多竞争冒险。

14.14 global clocking

作用：当指定了global clocking时，可以调用系统函数$global_clock。

语法：在clocking block关键字前面加上global关键字即可，如下：

可以出现的位置：module、interface、program、checker

不能出现的位置：generate block

一个scope里最多只能声明一个global clocking。

当调用$global_clock系统函数时，有一套搜寻global clock的规则如下：

1. 首先在当前scope下搜寻，找到了就退出搜寻，找不到且当前scope是top level时，报error，找不到但是当前scope不是top level时，执行第（2）步；
2. 在parent level scope下继续搜寻，找到了就退出搜寻，找不到则继续在parent level scope下搜寻，直到top level还找不到就报error。

举三个经典的例子：

例子一：

这个例子中，sub1.common里调用的$global_clock是sub1.sub_sys1；sub2.common里调用的$global_clock是sub2.sub_sys2。

例子二：

这个例子中，sub1.checks里的断言p的$global_clock调用的是sub1.sub_sys1；sub2.checks里的断言p的$global_clock调用的是sub2.sub_sys2

注意这里property里的global clock引用比较特殊，引用的不是property声明时scope下的global clock，而是property被引用的assert所在的scope下的global clock。

例子三：

这个例子中，无论是sub1还是sub2，里面的another_module.t里的$global block引用的都是another_clocking。

14.15 synchronous events

完成同步操作需要一个关键符号：@。同步事件语句有下面几种形式：

14.16 synchronous drives

同步驱动发生在re-NBA region。

可以有intra-delay。