数字IC验证学习，uvm资源库uvm componentuvm平台的结构树

Posted 2021-06-11 IC设计_云一哥

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了数字IC验证学习，uvm资源库uvm componentuvm平台的结构树相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本章的重要内容是关于uvm平台组件的一些相关知识，主要内容有uvm的资源库，然后是uvm所有平台组件最基本的类uvm component，最后是uvm平台的结构树。

接下来主要简单的介绍一下uvm的资源库，uvm是通过类的继承和封装来实现的。uvm作为一种验证方法学有三个层次的内容：
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第一层，是数据建模的简称，它是uvm重要的通讯机制，用于平台各个组件之间的连接。

第二层，结构要素，它包含了平台组件，信息服务系统，以及平台的执行阶段等等。

第三层，方法学，uvm的主要目的是可以使平台具有很高的重用性，它提供了用于实现平台重用的接口，使用这些接口配置的验证工程师在不改变原来代码的情况下，更改平台的配置，替换平台的组件，更换不同的测试激励等等，甚至可以改变仿真的行为。

下面来看一下uvm库文件的目录结构：
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在根目录下，包含了uvm的参考文档，uvm的发布信息。

在bin子文件夹下放置着用于ovm与uvm代码实现相互转化的脚本文件，重点就是src文件夹所有的源文件均在于此；

base中是uvm最底层的库文件，里面包含了一些最基本的类，这些类是uvm自己用来扩展的；

comp中是经常会用到的基类，是构成平台组件的基础，比如uvm driver，uvm monitor等基类；

dpi以及rag分别是dpi接口的支持文件以及il组件，il可以用来建立dut的寄存器模型；

macros中包含了所有的宏文件，比如之前所用到的uvm infer，uvm object，utl等宏；

seq包含了由于创建事物和sequencer上的基类；

tlm包含了用于组件间通信的类；

uvm_packed.sv这个文件将uvm的所有空文件包含进来，所以在编译的时候，只需要编译这个文件即可；

uvm_ macros这个文件包含了uvm所有的宏定义文件，也需要对它进行编译；

在uvm中经常提到和使用的基本类有三种：

第一种是uvm component，它是用来构建uvm测试平台最基本的类，像uvm driver这种基类都是扩展于它。

第二种是uvm objection，可以将它看作是uvm的一种数据结构，可以作为配置对象来配置测试平台。

第三种是uvm transaction，使用它作为事物进行建模，产生激励或者是收集响应，在下节课中，开始讲述uvm component的相关内容。

到底什么是uvm的平台组件呢？

先来看一下uvm源码库当中一些相关类的继承关系，其中箭头的方向表示基类，在uvm当中，一个比较基本的类是uvm object，以这个类为基类，uvm向下分为两个分支进行扩展。

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一方面扩展出了uvm report object这样一个类，又去添加了信息报告的属性，这个类作为一个中间的延伸类，一般不使用，在uvm report object的基础上，才扩展出了由于构建测试平台组件的uvm component类，在这个类中，增加了组件所具有的特殊属性，比如组件的分层组件的phase机制，以及可以对组件进行配置的接口等等，我们称这一分支为component分支，因为它是专门为构建组件扩展而来的。

另一方面，uvm object又扩展出了uvm transaction类，这个类也是一个中间的延生类，一般不使用，接着扩展出了用于对事物建模的uvm section类，在这个类中增加了sequence hooks，这是为将事物与sequence相关联而服务的，最后扩展出了uvm sequence类，在这个类中，为其增加了专门用于产生事物对象的body方法，因为这一分支是为事物服务的，所以称之为sequence分支。

作为构成uvm测试平台，组件最基本的类evm component，它具有了平台组件最基本的特性，为了再次减少验证工程师的工作量，uvm对平台组件进行了进一步的细分。

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以uvm component为基类，分别扩展出了功能更加专一的其他基类，比如为driver和sequencer添加彼此互联的端口等等，

通常情况下，我们将driver，monitor，agent等这些通称为uvm的平台组件，uvm component的另一个特点就是具有phase的自动执行机制，component的功能都在这些phase中完成，所以在构建component的时候，在什么的phase当中完成什么样的功能是关键，uvm平台结构的基本要素是组件，这些组件经过一定的方式构成了一个叫uvm结构树的层次结构，在这个结构树中组件是结构树上的节点，平台中的任何一个组件都应该属于结构树的一个节点，通过向组件的构造函数parent参数传递一个对象锯饼来层层构建整个uvm结构数。

uvm层次结构的结构树：

通过对之前代码的分析逐步了解uvm的结构树是如何建立起来的，先从底层上来看：
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在agent当中通过uvm的factory机制实例化了三个组件，分别是my sequencer，my driver以及my monitor，

而在这三个组件的构造函数当中，有一个类型为uvm component的parent参数，在进行实例化的时候，agent将this指针传递给了这个parent参数，由此来表示，agent是它们的副对象，以driver为例，agent在实例化driver的时候，将自己的指针this作为driver构造函数的参数传递进去，在执行driver构造函数的时候，抓获的实例化对象就将该参数指针作为自己的副对象，monitor以及sequencer与driver类似，结果就是agent一共有三个子对象，sequencer，driver以及monitor。
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接着往上一层上来看，agent会在env中进行实例化，同样的，agent的构造函数也有parent参数，在实例化agent的时候，env将自己的句柄this传递给agent的构造函数，agent在执行构造函数的时候，就会将env作为自己的副对象，前面讲到，agent当中又包含了my sequencer，my driver以及my monitor三个子对象。
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继续来看最顶层testcase，在testcase当中实例化env，testcse将自己的this句柄作为参数传递给env的构造函数，在执行env的构造函数时，env将test作为自己的副对象，env当中有包含了agent子对象，agent又包含了my sequencer，my driver以及my monitor三个子对象，通过对代码的分析，已经清楚了测试平台之间各个组件之间的关系。

下面把这种关系用树状结构表示出来：

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最上evm test top，这是我们定义的testcase，testcase的名字是固定的，uvm总是会把testcase的名字赋值为uvm_test_top，在testcase下是它的子对象my uvm，my uvm的子对象是my agent，在my agent中包含了三个子对象，my driver，my monitor以及my sequencer，对于每一个uvm测试平台来说，都有一个对应的树状结构，我们把这种树状结构称为uvm的结构树。

上面是经过简化平台之后的结构树，但在通常的情况下，因为结构树要稍微有些复杂。
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比如，之前看到了一个典型的一uvm平台的结构，它包含的内容相当丰富，env中包含了更多的子对象，将它的结构用uvm的结构树表示，就变成了，树根是testcase，testcase下面包含了env子对象，env包含了master agent，reference model以及是scoreboard和slave agent，而master agent和slave agent，又分别包含了driver，monitor和sequencer子对象。
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