Systemverilog
數(shù)據(jù)類型

l       合并數(shù)組和非合并數(shù)組

1）合并數(shù)組：

存儲方式是連續(xù)的，中間沒有閑置空間。

例如，32bit的寄存器，可以看成是4個8bit的數(shù)據(jù)，或者也可以看成是1個32bit的數(shù)據(jù)。

表示方法：

數(shù)組大小和位，必須在變量名前指定，數(shù)組大小必須是【msb：lsb】

Bit[3:0] [7:0] bytes   ；

2）二維數(shù)組和合并數(shù)組識別：

合并數(shù)組：  bit [3:0] [7:0] arrys;   大小在變量名前面放得，且降序

二維數(shù)組：  int arrays[0:7] [0:3] ;  大小在變量名后面放得，可降序可升序

位寬在變量名前面，用于識別合并和非合并數(shù)組，位寬在后面，用于識別數(shù)組中元素個數(shù)。

3）非合并數(shù)組

一般仿真器存放數(shù)組元素時使用32bit的字邊界，byte、shortint、int都放在一個字中。

非合并數(shù)組：字的地位存放變量，高位不用。

表示方法：

 Bit   [7:0] bytes; 

       4）合并數(shù)組和非合并數(shù)組的選擇

        （1）當需要以字節(jié)或字為單位對存儲單元操作。

        （2）當需要等待數(shù)組中變化的，則必須使用合并數(shù)組。例如測試平臺需要通過存儲器數(shù)據(jù)的變化來喚醒，需要用到@，@只能用于標量或者合并數(shù)組。

      Bit[3:0] [7:0] barray[3]  ; 表示合并數(shù)組，合并數(shù)組中有3個元素，每個元素時8bit，4個元素可以組成合并數(shù)組

     可以使用barry[0]作敏感信號。

l       動態(tài)數(shù)組

隨機事物不確定大小。

使用方法：數(shù)組在開始是空的，同時使用new[]來分配空間，在new[n]指定元素的個數(shù)。

Int dyn[];

   Dyn = new[5];     //分配5個元素空間

          Dyn.delete() ;     //釋放空間

l       隊列

在隊列中增加或刪除元素比較方便。

l       關聯(lián)數(shù)組

當你需要建立一個超大容量的數(shù)組。關聯(lián)數(shù)組，存放稀疏矩陣中的值。

表示方法：

采用在方括號中放置數(shù)據(jù)類型的形式聲明：

Bit[63:0] assoc[bit[63:0]];

l       常量：

1）Verilog 推薦使用文本宏。

好處：全局作用范圍，且可以用于位段或類型定義

缺點：當需要局部常量時，可能引起沖突。

2）Parameter

   作用范圍僅限于單個module

3）Systemverilog：

   參數(shù)可以在多個模塊里共同使用，可以用typedef 代替單調乏味的宏。

過程語句

l       可以在for循環(huán)中定義變量，作用范圍僅在循環(huán)內部

for(int i=0;i<10;i++)

array[i] =i;

l       任務、函數(shù)及void函數(shù)

1） 區(qū)別：

Verilog中task 和function最重要的區(qū)別是：task可以消耗時間而函數(shù)不能。函數(shù)中不能使用#100的延時或@的阻塞語句，也不能調用任務；

Systemverilog中函數(shù)可以調用任務，但只能在fork  joinnone生成的線程中。

2）使用：

   如果有一個不消耗時間的systemverilog任務，應該把它定義成void函數(shù)；這樣它可以被任何函數(shù)或任務調用。

  從最大靈活性角度考慮，所有用于調用的子程序都應該被定義成函數(shù)而非任務，以便被任何其它任務或函數(shù)調用。（因為定義成任務，函數(shù)調用任務很有限制）

l       類靜態(tài)變量

作用：

1）類的靜態(tài)變量，可以被這個類的對象實例所共享。

當你想使用全局變量的時候，應該先想到創(chuàng)建一個類的靜態(tài)變量

靜態(tài)變量在聲明的時候初始化。

2）

類的每一個實例都需要從同一個對象獲取信息。

l       靜態(tài)方法

作用：

當靜態(tài)變量很多的時候，操作它們的代碼是一個很大的程序，可以用在類中創(chuàng)建一個靜態(tài)方法讀寫靜態(tài)變量，但是靜態(tài)方法不能讀寫非靜態(tài)變量。

l       ref高級的參數(shù)類型

Ref 參數(shù)傳遞為引用而不是復制。Ref比 input 、output、inout更好用。

Function void print_checksum(const ref bit [31:0] a[ ]);

1)       也可以不用ref進行數(shù)組參數(shù)傳遞，這時數(shù)組會被復制到堆棧區(qū)，代價很高。

2)       用帶ref 進行數(shù)組參數(shù)傳遞，僅僅是引用，不需要復制；向子程序傳遞數(shù)組時，應盡量使用ref以獲得最佳性能，如果不希望子程序改變數(shù)組的值，可以使用const ref。

3)       Ref參數(shù)，用ref 傳遞變量；可以在任務里修改變量而且，修改結果對調用它的函數(shù)可見，相對于指針的功能。

l       Return語句

增加了return語句。Task任務由于發(fā)現(xiàn)了錯誤而需要提前返回，如果不這樣，那么任務中剩下的語句就必須被放到一個else條件語句中。體會下

Task load_array(int len. Ref int array[ ]);

If(len<0)  begin

  $display(“Bad len”);

  Returun;

//任務中其它代碼

…

    endtask

l       局部數(shù)據(jù)存儲 automatic作用

Verilog中由于任務中局部變量會使靜態(tài)存儲區(qū)，當在多個地方調用同一個任務時，不同線程之間會竄用這些局部變量。

Systemverilog中，module和program塊中，缺省使用靜態(tài)存儲；如果想使用自動存儲，需加入automatic關鍵詞。

測試平臺

l       Interface

背景  ：

一個信號可能連接幾個設計層次，如果增加一個信號，必須在多個文件中定義和連接。接口可以解決這些問題。

好處：

如果希望在接口中增加一個信號，不需要改變其他模塊，如TOP模塊。

使用方法：

（1）接口中去掉信號的方向類型；

（2）DUT 和測試平臺中，信號列表中采用接口名，例化一個名字

注意：

因為去掉了方向類型，接口中不需要考慮方向信號，簡單的接口，可以看做

是一組雙向信號的集合。這些信號使用logic類型[d1] 。

雙向信號為何可以使用logic呢？

這里的雙向，只是概念上的雙向，不想verilog中databus多驅動的雙向。

雙向信號如何做接口？

（1）仲裁器的簡單接口

Interface arb_if( input bit clk);

     Logic [1:0] grant,request;

     Logic rst;

Endinterface

DUT 使用接口：

Module arb(arb_if arbif);

…

Always @(posedge arbif.clk or negedge arbif.rst)

  …

endmodule

（2）DUT 不采用接口，測試平臺中使用接口（推薦）

    DUT 中源代碼不需要修改，只需要再top中，將接口連接到端口上。

   Module top；

       Bit clk；

       Always #2 clk =~clk；

      Arb_if arbif(clk);

      Arb_port al(.grant(arbif.grant),

                .request(arbif.grant),

                .rst(arbif.rst),

                .clk(arbif.clk)

                );

      Test t1(arbif);

   Endmodule

l       Modport

背景：

端口的連接方式包含了方向信息，編譯器依次來檢查連續(xù)錯誤；接口使用無信號的連接方式。Modport將接口中信號分組并指定方向。

例子：

l       在總線設計中使用modport

并非接口中每個信號都必須連接。Data總線接口中就解決不了，個人覺得？

因為data是一個雙驅動

l       時鐘塊

作用：

一旦定義了時鐘塊，測試平臺就可以采用@arbif.cb等待時鐘，而不需要描述確切的時鐘信號和邊沿，即使改變了時鐘塊中的時鐘或邊沿，也不需要修改測試代碼

應用：

將測試平臺中的信號，都放在clocking 中，并指定方向（以測試平臺為參考的方向）。并且在modprot test（clocking cb，

最完整的接口：

Interface arb_if(input bit clk);

Logic[1:0] grant,request;

Logic rst;

Clocking cb @(posedge clk);

    Output request;

    Input grant;

Endclocking

Modport test (clocking cb,

           Output rst);

Modport dut (input clk, request,rst,

           Output grant);

   endinterface

變化：將request 和grant移動到時鐘塊中去了，test中沒有使用了。

l       接口中的雙向信號

Interface master_if(input bit clk);  //在類中為了，不使用有符號數(shù)，常用bit[]定義變量

   Wire [7:0] data;

  Clocking cb@(posedge clk);

     Inout data;

  Endclocking

 Modport TEST（clocking cb）；

endinterface

program test（master_if mif）;

initial begin

   mif.cb.data <= ‘z;

@mif.cb;

$display(mif.cb.data);     //總線中讀數(shù)據(jù)

@mif.cb;

Mif.cb.data <= 8’h5a;     //驅動總線

@mif.cb;

Mif.cb.data <= ‘z;        //釋放總線

注：

（1）interface 列表中clk 采用的是input bit clk；為什么要用bit？

（2）時鐘塊 clocking cb 中，一般將testbench中需要的信號，方向指定在這里；

 而在modprot 指定test信號方向的時候，采用clocking cb。

（3）interface中信號，不一定都用logic，也可采用wire（雙驅動）；systemverilog

中如果采用C代碼的風格（參數(shù)列表中方向和類型寫一起），必須采用logic類型

（4）現(xiàn)在的風格，DUT 沒才用clocking cb ，測試平臺和DUT的時鐘如何統(tǒng)一？

l       激勵時序

DUT和測試平臺之間時序必須密切配合。

l       測試平臺和設計間的競爭狀態(tài)

好的風格：

使用非阻塞賦值可以減少競爭。

systemverilog驗證中initial 中都采用<= 賦值，而等待延遲采用@arbif.cb等待一個周期來實現(xiàn)。

而verilog中采用的風格時，initial 中采用 =阻塞賦值，沿時可以采用#2，等實現(xiàn)。

因此時鐘發(fā)生器，只能放在module 中，而不能放在program中

l       Program中不能使用always塊

測試平臺可以使用initial 但不能使用always，使用always 模塊不能正常工作。

原因：測試平臺的執(zhí)行過程是進過初始化、驅動和響應等步驟后結束仿真。

如果確實需要一個always塊，可以使用initial forever 來完成。比如：在產生時鐘時。

類

l       類中static變量

背景：

如果一個變量需要被其他對象所共享，如果沒有OPP，就需要創(chuàng)建全局變量，這樣會污染全局名字空間，導致你想定義局部變量，但變量對每個人都是可見的。

1）作用：

類中static變量，將被這個類的所有實例（對象）所共享，使用范圍僅限于這個類。

例：class transaction；

        Static int count=0；

          Int id；

Endclass

Trasaction tr1，tr2；

Id不是靜態(tài)變量，所以每個trasaction對象都有自己的id；count 是靜態(tài)變量，所有對象只有一個count變量。

如何用？

當你打算創(chuàng)建一個全局變量的時候，首先考慮創(chuàng)建一個類的靜態(tài)變量。

2）static變量的引用

句柄或類名加::

4)       static 變量的初始化

static變量通常在聲明時初始化。不能在構造函數(shù)中初始化，因為每一個新的對象都會調用構造函數(shù)。

l       靜態(tài)句柄：

背景：當類的每一個對象，都需要從同一個對象（另一個類）中獲取信息的時候。如果定義成非靜態(tài)句柄，則每個對象都會有一份copy，造成內存浪費。

l       靜態(tài)方法

背景：

當使用更多靜態(tài)變量的時候，操作他們的代碼會很長。

作用：

可以在類中創(chuàng)建一個靜態(tài)方法用于讀寫靜態(tài)變量。

注：systemverilog不允許，靜態(tài)方法讀寫非靜態(tài)變量。

l       類之外的方法

背景：解決類太長的問題。類最好控制在一頁內，如果方法很都很長。

l       This

背景：如果在類很深的底層作用域，卻想引用類一級的對象。在構造函數(shù)中最常見。

作用：this指向類一級變量

l       如何做類，類做多大？

上限：類不能太大

當類中存在多處相同的代碼，你需要將這段代碼做成當前類的一個成員函數(shù)或父類的成員函數(shù)。

下限：類不能太小

類太小，增加了層次。

方法：如果一個小類只被例化了一次，可以將它合并到父類中去。

l       動態(tài)對象

概念區(qū)分：方法中修改對象 和修改句柄

修改對象——將對象的變量重新賦值。

修改句柄——在任務中new（）對象。

1） 當你將對象傳遞給方法

背景：句柄，new（）后變成對象，在將其作為參數(shù)傳遞給方法。

實質和作用：

傳遞的是句柄。這個方法可以讀取對象中的值；也以改變對象中的值

2） 修改標量變量的值

背景：在方法的參數(shù)中，前面加ref；（用ref傳遞，ref傳遞的是變量的地址）。

作用：

 方法可以修改變量的值，并將修改的值，傳遞給主程序。

引申：

方法可以改變對象，即使沒有使用ref 修飾句柄。

    因為傳遞的是句柄，句柄是地址。不要將句柄和對象混為一談，如果傳遞的是對象，對象是單向的，那方法以外也不能傳遞回來。可以這樣理解吧。

   讀寫對象中的值：

例：

Task  transmit（Transcation t）;

     Cbbus.rx_data <= t.data;

     t.stats.startT  =  $time;     //在任務中，改變了對象

endtask

trancation t;

initilal beign

t = new();

t.addr = 42;

transmit(t);

end

  既然傳遞的是句柄，那數(shù)據(jù)就沒傳過去，如何讀取值？

   答：主程序中new（）創(chuàng)建了一個對象，而句柄是指向對象的指針，傳遞的是句柄，transmit中也指向了對象，所以transmit中可以讀寫對象。

3） 在任務中修改句柄

背景：

在方法中，參數(shù)為句柄，前面加ref。

作用：

可以在方法中new（）對象，并將初始化放在方法中；在主程序中僅僅調用。

注意：正確的事物發(fā)生器，參數(shù)是帶ref的句柄

Function void create（ref transaction tr）

Endfunction

方法的參數(shù)是句柄，句柄前有ref 和沒ref的差別：

沒ref，在方法中不能new（）該句柄的對象，因為沒ref，句柄是不能傳遞到主程序的； 有ref，可以在方法中new（）該句柄的對象。

  原因:沒ref傳遞的是句柄，不能修改句柄，有ref，傳遞的是句柄的地址，可以修改句柄。

例子：

Function void create( Transcation tr)

   tr = new();    不正確

   tr.addr = 42;

Endfunction

Transcation t;

Initial begin

  Create(t);

$diasplay (t.addr);

End

l       程序中修改對象

背景：

應該在循環(huán)中，new（）多個對象，而不是先new（）對象再循環(huán)發(fā)送事物。

作用：

創(chuàng)建多個對象

正確產生器，創(chuàng)建多個對象：

Task generator (int n);

Transaction t;

Repeat(n) begin

   t=new();

   t.addr =$random();

   transmit(t);

    endtask

將new（）放在循環(huán)內，這樣創(chuàng)建了許多對象。

l       對象的復制

目的：防止對象的方法修改原始對象的值?；蛟谝粋€發(fā)生器中保留約束。

分兩種情況，類中不包含其他類的句柄和包含

方法：

1）  使用new復制一個對象——簡易復制（shallow copy）

Transaction src，dst；

Src = new（）  //

dst = new src  //復制

局限：

如果類中包含一個指向另外一個類的句柄，那么只有最高一級的對象被new復制，下層的對象都不會被復制。

會出現(xiàn)意想不到的錯誤。

當前類中變量和句柄被復制，這樣兩個對象，都有指向另外一個類的對象statistic(會帶來意想不到的錯誤)，但是statistic沒有被復制。如果其中一個transaction對象，修改了statistic對象值，會影響到另一個transaction看到static的值。

2） 簡單的復制函數(shù)

如何實現(xiàn)：

Copy函數(shù)一般放在類內部，函數(shù)名為該類的一個句柄，copy函數(shù)中new（）對象。

局限：

類中不包含其他類。

3） 深層的復制函數(shù) ——深層copy

目的：解決類中包含另外一個類，copy帶來的問題。

實現(xiàn)：

在copy函數(shù)中，將調用另一個類的copy函數(shù)，賦值給該句柄;同時需要為statistic類和層次結構中每一個類增加一個copy()方法;copy函數(shù)的ID域也要保持一致,copy函數(shù),copy本類,所以ID也要++.

 Copy.stats = stats.copy();

Id =count++;

約束

l       約束塊中，只能包含表達式，不能賦值。

1）dist權重分布

dist帶有一個值的列表及相應的權重，中間用:= 或 :/分開。值或權重可以是常量或變量。權重的和不必是100.

   := 表示范圍內，每一個值的權重是相同的；

   :/ 表示范圍內，權重要均勻分布

2）Inside

產生一個值的集合，在值的集合中取隨機值時，機會相等。

3）在集合中使用數(shù)組

l         條件約束

Systemverilog支持兩種關系操作 –>和if—else

—>可產生和case效果類似的語句塊，可以用于枚舉類型的表達式。

l         雙向約束

l         控制多個約束塊

作用：可以打開或關閉某個約束

可以使用內建的Handle.constraint.constraint_mode()打開或關閉。

l         內嵌約束

背景：很多測試只會在代碼的一個地方隨機化對象，但是約束越來越復雜時，

Systemverilog可以使用randomized with 來增加額外的約束，這和在類里增加的約束是等效的。

l         Pre_randomize 和post_randomize函數(shù)

有時候需要再調用randomize（）之前或之后立即執(zhí)行一些操作。

隨機化前：設置類里的一些非隨機變量（如上下限、權重），

隨機化后：計算數(shù)據(jù)的誤差矯正值。

l         約束的技巧

1）  約束中使用變量

2）  使用非隨機值

如果一套約束在已產生了幾乎所有想要的激勵向量，但還缺少幾種。

可以使用rand_mode把這些變量設置為非隨機變量。

l         數(shù)組約束

Systemverilog可以用foreach對數(shù)組中的每一個元素進行約束。

線程及線程間的通信

l         測試平臺使用許多并發(fā)執(zhí)行的線程。測試平臺隸屬于程序塊。

Systemverilog引入兩種新的創(chuàng)建線程的方法—fork…join_none和fork…join_any

1） 使用fork…join_none來產生線程

在調度其內部語句時，父線程繼續(xù)執(zhí)行。

2） 使用fork…join_any實現(xiàn)線程同步

在調度塊內語句，當?shù)谝粋€語句執(zhí)行完，父線程才繼續(xù)執(zhí)行。

l         動態(tài)線程

Systemverilog中可以動態(tài)創(chuàng)建線程。

用法：

fork…join_none放在了任務中，而不是包含兩個線程。

原因：

主程序中有連個線程：發(fā)送和檢測線程。但是不能同時啟動，發(fā)送事物后，才能檢測，否則還未產生數(shù)據(jù)，就開始檢測；但是檢測又不能阻塞下一次發(fā)送事物的線程。所以fork…join_none 放在了檢測task 任務（后作用的線程中）中，

例：測試平臺產生隨機事物并發(fā)送到DUT中，DUT把事物返回到測試平臺。測試平臺必須等到事物完成，但同時不希望停止隨機事物的發(fā)送。

Program automatic test（bus_ifc.Tbbus）;

Task  check_trans(Transaction tr);

Fork

     Begin

      Wait(bus.cb.addr == tr.addr);

     End

Join_noe

Endtask

Initial begin

    Repreat(10)  begin

        Tr= new();

        Assert.(tr.randomize());

        //把事物發(fā)送到DUT中

        Transmit（tr）;

       //等待DUT的回復

       Check_trans(tr);

    End

#100;

End

endprogram

l         并發(fā)線程中務必使用自動變量來保持數(shù)值。

l         #0 延遲，使得當前線程必須等到fork…join_none語句中產生的線程執(zhí)行完后，才得以運行。

l         停止線程

1)       停止單個線程

使用fork ..join_any 后加disable。

3） 停止多個線程

Disable fork  能停止從當前線程中衍生出來得所有子線程。

應該使用fork ..join 把目標代碼包含起來，以限制Disable fork的作用范圍。

l         事件

背景：

Verilog中當一個線程在一個事件上發(fā)生阻塞的同時，正好另一個線程觸發(fā)了這個事件，則競爭就出現(xiàn)了。如果觸發(fā)線程先于阻塞線程，則觸發(fā)無效（觸發(fā)是一個零寬度的脈沖）。

解決方法：

Systemverilog 引入了triggered（）函數(shù)，用于檢測某個事件是否已被觸發(fā)過，包括正在觸發(fā)。線程可以等待這個結果，而不用在@操作符上阻塞。

例子：

Event e1，e2；

Initial begin

     ->e1;

     @e2;

End

Initial begin

     ->e2;

     @e1;

End

上面的代碼，假設先執(zhí)行第一個塊，再執(zhí)行第二個塊。第一個塊會阻塞在@e2（阻塞先執(zhí)行），直到e2觸發(fā)，再運行（觸發(fā)后執(zhí)行）；在執(zhí)行第二個塊時，會阻塞在@e1，但是e1已經(jīng)觸發(fā)（觸發(fā)先執(zhí)行，阻塞后執(zhí)行，觸發(fā)是個零寬度的脈沖，會錯過第一個事件而鎖?。?/p>

解決方法：用wait（e1.triggered（））來代替阻塞@el，如果先觸發(fā)，也可以執(zhí)行。

l         等待多個事件

最好的辦法是:采用線程計數(shù)器來等待多個線程。

l         旗語

Get（）可以獲取一個或多個鑰匙，put（）可以返回一個或多個鑰匙。Try_get()獲取一個旗語而不被阻塞。

l         信箱

背景：如何在兩個線程中傳遞信息？考慮發(fā)生器需要創(chuàng)建很多事物并傳遞給驅動器的情況。

問題：如果使用發(fā)生器的線程去調用驅動器的任務。這樣，發(fā)生器需要知道驅動器的層次化路徑（類的層次化），降低了代碼的可重用性；還迫使發(fā)生器和驅動器同一速率運行，當一個發(fā)生器需控制多個驅動器時會發(fā)生同步問題。

解決辦法：把驅動器和發(fā)生器當成各個處理事物的對象，之間通過信道交換數(shù)據(jù)。信道允許驅動器和發(fā)生器異步操作；引入問題：你可能傾向于僅僅使用一個共享的數(shù)據(jù)或隊列，但這樣，編寫實現(xiàn)線程間的讀寫和阻塞代碼會很困難。解決辦法：可以使用systemverilog中的信箱。把信箱看出一個具有源端和收端的FIFO.

 操作：

1）信箱的容量可以指定，new（size），size限制信箱中的條目，size為0，或沒指定，則信箱是無限大。

2）Put（）放數(shù)據(jù)，get（）可以移出數(shù)據(jù)。Peek（）可以獲取信箱中數(shù)據(jù)的copy而不移出。

3）信箱中可以放句柄，而不是對象。

漏洞：在循環(huán)外只創(chuàng)建一個對象，然后使用循環(huán)對對象隨機化，信箱中是句柄，最終得到的是一個含有多個句柄的信箱，多個句柄都指向同一個對象。

解決辦法：在循環(huán)中，創(chuàng)建多個對象。

l         異步線程間使用信箱

背景：

很多情況下，由信箱連接的兩個線程應該步調一致，這樣生產方 才不至于跑到消費方前。 好處：最好層的generator需要等待低層的數(shù)據(jù)發(fā)完后才能結束。測試平臺能精確知道所有激勵發(fā)出去的時間。

兩種情況

兩個線程同步，需要額外的握手信號。否則，出現(xiàn)生產方運行到結束，消費方還啟動。

1)       信箱容量為1，兩個線程同步

因阻塞，連個線程不需要握手信箱

3）  容量不為1，線程間同步

需要使用握手信號，以使producer不超前于consumer；如果consumer超前于prodecer會阻塞。

解決辦法

1）  使用定容信箱和peek實現(xiàn)線程同步：（比較好）

消費方：consumer 使用信箱方法peek（）獲取信箱里的數(shù)據(jù)的copy而不將其移出，當consumer處理完數(shù)據(jù)后，便使用get（）移出數(shù)據(jù)。

特點：信箱容量定義為1，不需要握手信號。

Calss  consumer

      Repeat（n）begin

         Mbx.peek(i);

         $display(“consumer:after get( )”,i);

         Mbx.get(i);

      End

endcalss

如果直接使用get（）替代peek（），那么事務會被立刻移出，這樣可能會在consumer完成事務前，producer生成新的數(shù)據(jù)。

-

2)使用信箱和事件實現(xiàn)線程同步

     使用邊沿敏感的阻塞語句@handshake 代替電平觸發(fā)wait(handshake.triggered())。

    因為：線程中任務run（）使用循環(huán)，事件阻塞只能使用@handshake。

局限：如果遇到producer線程的阻塞和consumer線程的觸發(fā)同時發(fā)生，則可能出現(xiàn)次序上的問題。

3）使用兩個信箱實現(xiàn)線程同步

使用另一個信箱把consumer的完成信息發(fā)回給producer。

目的：在producer線程中，處理完事物后，用一個get（）來阻塞。

特點：信箱容量大于1.

Maibox  mbx，rtn；

Class prodecer

For(int i=0; i<4;i++) begin

….

Mbx.put(i);

Rtn.get(i);

   …

End

Endclass

Class consumer

Repeat(3) begin

….

Mbx.get(i);

Rtn.put(-i);

   …

End

Endclass

說明：信箱的構造函數(shù)中Mbx =new();Rtn =new()，信箱容量為無窮大。如何實現(xiàn)同步？

雖然信箱容量為無窮大，producer線程發(fā)完一個數(shù)據(jù)后遇到get（）會阻塞，不能放入第二個數(shù)據(jù)；等到consumer得到第一個數(shù)據(jù)并且處理完后，通過另一個信箱返回一個數(shù)據(jù)，producer才繼續(xù)放第二個數(shù)據(jù)。

因為get（）得到數(shù)據(jù)后，將信箱中數(shù)據(jù)取出。表象：信箱容量定義為無窮大，但是實際上也是producer放一個數(shù)據(jù)，consumer取一個數(shù)據(jù)；然后producer再放第二個數(shù)據(jù)，依次類推。

這樣確保producer不會超前于consumer線程，而將數(shù)據(jù)都寫入信箱。

4） 其他的同步技術

通過變量或旗語阻塞也可以實現(xiàn)握手。事件是最簡單的結構，其次是通過變量阻塞。旗語相當于第2個信箱，但是沒有交換信息。Systemverilog中的信箱比其他技術要差，原因是無法在producer放入第一個事務時，讓它阻塞。Producer一直比consumer提前一個事務的時間。

l         Wait(handshake.triggered())和@handshake 使用范圍

1）  Wait(handshake.triggered())，用于等待一個事件；

2）  循環(huán)中等待事件，只能用@handshake

3）  兩個線程的同步，一般任務run（）使用循環(huán)，所以只能使用@handshake。

注意事項：

1）  在循環(huán)中，等待事件不能用Wait(handshake.triggered())，因為如果事件觸發(fā)一次，wait（）語句一直為真，進入不斷的循環(huán)。下一次循環(huán)中，不會阻塞。

2）  @handshake 如果觸發(fā)事件，先于等待事件。會等不到事件，因為（事件觸發(fā)，是一個零寬度的脈沖）

OPP的高級編程技巧

l         繼承

背景：

為總線事務增加一個錯誤功能并帶可變延時的復雜類。方法如下：

1）  使用合成，即在類中例化另一個類型的類。有時候很難將功能分成獨立的部分。如果使用合成，則需要為正確和錯誤事務分別創(chuàng)建不同的類，正確類的測試平臺需要重寫以處理錯誤類的對象。

2）使用擴展類

作用：

當需要增加事務，而對現(xiàn)有的測試代碼修改越少越好，。例如增加錯誤注入功能。

擴展類和類合成區(qū)別：

擴展類解決，增加新事務，使用類合成中，大量修改代碼的麻煩。

如何使用：

擴展類共享基類的變量和子程序。

1）基本類中的方法，需標記為virtual，這樣擴展類中才可以重新定義。擴展類中函數(shù)，和基類中函數(shù)名一樣時，通過supper.函數(shù)名，調用基類中函數(shù)。Systemverilog中不允許supper.supper.new方式經(jīng)行多層調用。

2)如果基類構造函數(shù)new（）有參數(shù)，那么擴展類，必須有一個構造函數(shù)，并在構造函數(shù)的第一行調用基類的構造函數(shù)。

     Class basel

     Function new（input  int var）；

          this.var = var;

     endfunction

     endclass

class  extended   extends basel

    function new(input int var);

      super.new(var);

    endfunction

endclass

3)OPP規(guī)則指出：基類的句柄，也可以指向擴展類的對象。（好好體會）

l         藍圖模式

1）背景：一個簡單的發(fā)生器，通過信箱將數(shù)據(jù)傳遞給驅動器。

class generator

mailbox   gen2drv;

transaction tr;

function new(input mailbox gen2drv)

    this.gen2drv = gen2drv;

endfunction

task run;

   forever begin

       tr = new();

       assert(tr.randmize);

       gen2drv.put(tr);   //mail.put(x)

  end

endtask

    endclass        

存在問題：這個例子在循環(huán)內部創(chuàng)建事務對象,而不是在循環(huán)外部，避免了測試平臺常見的錯誤。New（）放在循環(huán)外部，錯誤原因是，mailbox中放入的是句柄，而不能是對象，所有的句柄都指向同一個對象。（1）任務Run創(chuàng)建了一個事物并立即隨機化，意味著事務使用了默認的所有約束。要修改，必須要修改transaction類。(2)無法使用擴展

解決辦法：將tr的創(chuàng)建和初始化分開，使用藍圖模式。

另一個問題：如果簡單的把創(chuàng)建和初始化分開，而放在循環(huán)外部，而避免測試平臺錯誤（P200），如何解決？藍圖模式如何解決

2）藍圖模式概念：

首先構建一個對象藍圖（金屬模），然后修改它的約束，甚至可以用擴展對象替換它，隨機化這個藍圖時，就得到想賦予的隨機值；然后復制這個對象，將copy發(fā)給下游。

藍圖：是一個鉤子，允許你改變發(fā)生器類的行為而無需修改其類代碼。藍圖對象在一個地方構建（new（）），在另一個地方（任務run）使用

3）P200與P221相對比分析：重要

藍圖模式，也就比new（）在循環(huán)外地generator多了一個copy函數(shù)。問題（1）藍圖模式，new（）在循環(huán)外，也只有一個對象，而mailbox中放入的只能是句柄，如何解決常見的平臺錯誤？

    因為copy，是對象的復制，而不是句柄的復制。這樣藍圖模式只有一個句柄，但是隨機化后，copy，相當于再循環(huán)中創(chuàng)建了許多對象。而測試平臺常見錯誤的本質是，只創(chuàng)建了一個對象。這樣就避免了問題。

（2）藍圖模式下，因為只有一個ID號，那么任務run循環(huán)中，下發(fā)了許多數(shù)據(jù)，這些只有一個ID號了？

    因為copy是對象的復制，所以在copy中ID號也會增加。下發(fā)的每個數(shù)據(jù)，都有各自的ID號。

l         使用擴展的transaction

為了注入錯誤，需要將藍圖對象transaction變成Badtransaction（改變藍圖）。必須在環(huán)境的創(chuàng)建和運行階段之間完成這個操作。注意：所有的badTr引用都在這一個文件中，這樣就不需要改變environment類或generator類。

Env.build();

Begin

   Badtr bad = new();

   Env.gen.blueprint = bad;

End 

Env.run

目的是：將一個對象取代另一個對象。New（）后都是對象了，將對象賦值給對象，這是什么寫法？不是復制呀？復制本質是將一個句柄指向一個對象。

解釋：上述是句柄的復制，將擴展類句柄bad賦值給基類句柄blueprint，這樣基類句柄指向擴展類對象，后面的代碼調用的時候，就直接指向擴展類bad了，改變了藍圖。

l         Env.new（）和nev.build（）區(qū)別

Env.new（）僅僅new（）函數(shù)

nev.build（）是將各個模塊new（），并傳達一些參數(shù)，通過這些參數(shù)將環(huán)境的各個模塊，連接起來。P213

l         $cast 作類型向下轉換

背景：基類句柄可以指向擴展類對象，不需要額外的代碼； 擴展類句柄指向基類對象，一般情況下會出錯，但有時候是可以的，前提是基類句柄指向了它的一個擴展類對象。

作用：擴展類句柄指向基類對象時，使用$cast（）函數(shù)。在非法的情況下，不會編譯報錯，會返回了一個0.

$cast做任務使用時，systemverilog會在運行時，檢查源對象類型和目的對象類型不匹配，會報錯；

$cast 做函數(shù)使用時，運行時，仍做類型檢查，在不匹配時，不會報錯，$函數(shù)返回0.

前面所述：基類句柄可以指向任何它的擴展類的對象、

1） 基類句柄指向擴展類對象——出現(xiàn)情況：修改藍圖，不改過多代碼，增加功能

Transaction tr； //基類句柄

BadTr  bad；  //擴展類句柄

Bad = new（）；

Tr  = bad；  // 基類句柄指向擴展類對象

tr.display;    //掉用的是擴展類的方法

2） 擴展類句柄指向基類對象——出現(xiàn)情況:基類virtual 方法copy函數(shù)，它的繼承類中copy函數(shù)

將基類句柄賦值給擴展類句柄，使擴展類句柄指向基類對象，一般編譯器會出錯，不能運行，所以非常小心；只有基類句柄指向擴展類對象時，再將擴展類句柄指向基類對象時，不出錯。為了檢測基類句柄是否指向了擴展對象，并且不讓編譯器報錯，可以使用$cast()函數(shù)檢測。

當把擴展類句柄指向基類對象時，發(fā)生什么？

Tr= new（）；

Bad = tr；   //擴展類句柄指向基類句柄

上述會發(fā)生錯誤，編譯不會被通過。因為有些屬性在基類中不存在；但是擴展類句柄指向基類句柄不總是非法的（見下面代碼，是可以的），當基類句柄指向一個擴展類對象時是允許的。

       Transcation tr;

       BadTr bad,bad2;         

       Bad= new（）；

        Tr = bad;          //基類句柄指向擴展類對象

       $cast(bad2,tr);      //擴展類句柄指向基類對象

   if(!$cast(bad2,tr);

     $display(“cannot assign tr to bad2”);

   $display(bad2.bad_crc);

l         句柄類型和對象類型差異（書中翻譯的不準，type of handdle 和 object）

個人理解：

Transaction tr；  句柄tr類型是transaction

句柄類型：關鍵字

對象類型：類中成員的類型差異

l         虛方法和多態(tài)

多態(tài)：多個程序使用一個共同的名字的現(xiàn)象。

多態(tài)解決問題：計算機建構面臨的一個問題。讓物理內存很小的情況下，讓處理器能夠對很大的地址空間尋址。針對這個問題引入了虛擬內存。

虛擬方法繼承劣勢：

基類使用了虛擬方法，擴展類也必須使用相同的“簽名”，擴展類中虛擬子程序不能增加或刪除參數(shù)，這意味著必須提前做好規(guī)劃。

l         對象復制

1）  因為是virtual 函數(shù)，擴展類中copy方法也必須是transaction型的，

但是要copy的是badtr類型的，所以要new一個bad

帶有copy 的事物基類。

Class transaction ;

Rand bit[31:0] src,dst,data[8];

Bit[31:0] crc;

Virtual function transaction copy ();

    Copy   = new();

    Copy.src = s rc;

    Copy.dst = dst;

    Copy.data = data;

    Copy.crc  = crc;

Endfunction

Endclass

帶有copy的擴展類

Calss badtr extends transaction

    Rand bit bad_crc;

Virtual function badtr copy();  //錯誤

Virtual function transaction copy();

   Badtr  bad;

   Bad = new();

   Bad.src = src;

   bad.dst = dst;

   bad.data = data;

   bad.crc  = crc;

   Bad.bad_crc = bad_crc;

Return  bad;

Rendfunction

    endclass

2）優(yōu)化途徑一，創(chuàng)建一個獨立的函數(shù)copy_data,這樣每個類只負責copy其局部變量，即擴展類中的copy函數(shù)用super.copy_data(tr),代替了基類中變量的復制。代碼的重用性提高。P8.22

$cast(bad,tr);       //擴展類句柄指向基類句柄

使用的情況： 因為virtual 函數(shù)，在繼承中，虛擬函數(shù)必須和基類中名稱和參數(shù)也一致。這樣擴展類中copy_data函數(shù)參數(shù)仍然是transaction類型的tr，這樣出現(xiàn)了參數(shù)是基類句柄，但是copy_data函數(shù)內要作的確實擴展類的成員，就要將基類句柄參數(shù)賦值給擴展類句柄，

要將擴展類badtr類型的數(shù)據(jù)返回，所以必須用$cast(bad,tr)。

2)       優(yōu)化途徑二，最好的。前面的copy子程序都會創(chuàng)建一個新對象，改進的一種方法就是指定復制對象的存放地址。

     Virtual function  transaction copy（transaction to =null）；

         if(to == null)

            copy = new();

         else

            copy = to;

         copy_data(copy);

      endfunction

l         抽象類和純虛方法

背景：驗證的目標之一是創(chuàng)建多個項目共享的代碼。

目的：systemverilog 有兩種方法創(chuàng)建共享的基類：抽象類和純虛方法

Virtual class （抽象類）:可以被擴展但是不能被直接例化。

Pure  virtual function（純虛方法）：沒有實體的方法原型，相當于一個聲明。

1)       由抽象類擴展而來的類，只有在所以的虛擬方法都有實體的時候才能被例化，

2)       純虛方法只能在抽象類中定義。

    3）抽象類中，純虛方法是沒實體的，非純虛方法最好也不寫實體。

l         回調

背景：測試平臺目的：創(chuàng)建一個不做任何修改就能在所有測試中使用的驗證環(huán)境。要做到這點的關鍵是測試平臺使用鉤子，（什么是鉤子？）鉤子作用，在不修改原始類的情況下注入新的代碼。采用virtual 方法，也可以在擴展類中覆蓋基類方法，但是需要重復原方法的所有代碼，并且它的修改將傳播到它的所有擴展類中。

作用：回調就是一個鉤子，在不修改原始類的情況下注入新的代碼。

實現(xiàn)：回調任務在頂層中創(chuàng)建，在最低級即驅動器中調用。這樣驅動器不需要知道測試的任何信息，它只需要使用一個可以在測試中擴展的通用類。

1）  使用回調注入干擾

回調的一個常見用法就是注入干擾，例如引入一個錯誤或者延遲。下面測試平臺使用回調對象，隨機地丟棄數(shù)據(jù)包。

擴展類是如何作用的？在擴展的回調類中注入錯誤，如何在驅動器中作用的？

關鍵是數(shù)據(jù)隊列的作用，驅動器中使用了，回調基類的數(shù)據(jù)隊列

回調基類是抽象類，在擴展的回調類中加入錯誤注入，而drive驅動類中，是回調基類的數(shù)據(jù)隊列，在環(huán)境中將擴展類句柄讓入驅動器類，回調基類的數(shù)據(jù)隊列中。

      begin // Create error injection callback

Driver_cbs_drop dcd = new();

env.drv.cbs.push_back(dcd); // Put into driver

end

與前面擴展類作用的差異？

前面代碼，要使擴展類中增加代碼，需要使基類句柄指向擴展類句柄。 

l         驅動器類：

下面的代碼如何解釋

   2）回調也可以想scoreboard 發(fā)送數(shù)據(jù)或收集功能覆蓋率。

     優(yōu)點：你可能想過將scoreboard和功能覆蓋數(shù)據(jù)組置于一個事物處理器中，通過郵箱連接到測試平臺中，這是一種笨拙的方法，原因如下：測試平臺組件幾乎都是被動和異步的，組件只有在測試平臺給他數(shù)據(jù)的時候才被喚醒，而且不會主動地向下游事物處理器傳遞信息。麻煩：1）這樣一個需要同時監(jiān)視多個郵箱的事物處理器復雜了；2）你可能在多個地方采集數(shù)據(jù)，但是事物處理器設計用來處理單個數(shù)據(jù)源回調