UVM工厂机制

Posted 2020-11-24 yuandonghua

1、UVM工厂机制作用

 在面向对象编程中，工厂机制用来解决类型很多，用户不想知道类型的名字就构造实例的功能。在UVM中，工厂机制其实并不是实现这个功能，应为在使用工厂的时候还是需要使用类型名字。UVM的工厂模式的作用，我认为有以下几点：

（1）、方便component类型生成树形结构

（2）、为object类型和component类型提供override功能

（3）、提供了对象的copy和clone方法

 

 1）、方便component类型生成树形结构

uvm_component也是基层自uvm_object，但是uvm_component的一些特性uvm_object没有0。一是在new的时候指定parent来形成一种树形结构（UVM的树形节点都是component组成的）；二是component的phase自动执行。在build_phase中，例化uvm_component对象需要提供一个parent对象来类例化一个component对象（这也是为什么build_phase是top to down的执行顺序），使用工厂机制的话，用户不用关心层次，只把parent的句柄传给factory即可，factory中处理树的构件和例化过程。（这并不是factory威力最大的地方，使用普通的函数也可以实现。）

 2）、为object类型和component类型提供override功能

在编写用例的时候通常需要多种激励，也就是需要不同的squence，为了实现不同的用例发送不同的激励，在VMM中是在tc中继承xaction实现一个新的xaction_new，然后把原型传给generator，这样generator就可以根据tc中定义的xaction_new来产生数据包，在UVM中就是使用工厂机制实现了这个功能。方式是在factory中管理了2张表，分别是m_inst_override_quenes和m_type_overrides，overrride信息放在这两个表中，在create的时候查表，看有没有被overrride如果override了就例化override的类型，否则例化原理的类型。

3）、提供了对象的copy和clone方法

 

2、UVM工厂机制使用

UVM工厂机制的使用要分为3个步骤，其中第二个步骤是可选的：

（1）、注册（register）

UVM的注册是通过宏来实现，且object和component的宏不一样（原因是component注册的时候需要构建树形结构）

object类
`uvm_object_utils(T) 
`uvm_object_param_utils(T)        // 用于参数类的注册，注册的类的Tname=“<unkown”

component类
`uvm_component_utils(T) —— driver、monitor、agent、scb、rm、TestCase等
`uvm_component_param_utils(T)     // 用于参数类的注册，注册的类的Tname=“<unkown”

`uvm_object_utils(T)示例：

`uvm_component_utils(T)示例：

`uvm_component_param_utils(T)示例:（注册类型带parameter，注册后Tname是默认值“<unknow>”）

 

 

（2）、重载（override）

重载的函数分为4种，可以分为两类，set_type是替换原来的所以例化，set_inst则是只替换特定层次下的例化。　

// 统一替换
set_type_override_by_type(my_driver::get_type(),new_driver::get_type())。
set_type_override_by_name(“my_driver”,”new_driver”)。
// 只替换指定层次下的类
set_inst_override_by_type(my_driver::get_type(),new_driver::get_type(), “env.agent.drv”)。
set_inst_override_by_name(“my_driver”,”new_driver”,”env.agent.drv”)。

如果是commonet组件，比如说Testcase，可以直接调用uvm_component里面提供的function进行override，但是要注意其输入参数的顺序有的跟uvm­_factory会不一样。比如说

 

由于一般都是在tc下面进行override，且tc是component所以可以只用uvm_component继承过来的set_inset_override_by_type等函数，而不需要是使用uvm_factory的set_inst_override_by_type等函数（如果使用uvm_factory的函数还要先获取一个uvm_factory的对象：uvm_factory::get()获取，这是单例模式）

（3）、例化（create）

使用了工厂模式就必须使用工厂的例化方式，不能使用new的例化方式，否则工厂机制的特性都不能实现。

m_driver = my_driver::type_id::create("my_driver", this);

 

3、UVM工厂机制实现方式

工厂机制的使用其实就是工厂机制的实现过程，这个部分通过分析内部的实现机制，来理解UVM如何实现工厂机制，还是分为注册、重载、例化三部分来分析。

（1）、注册

UVM的注册是通过宏来实现，以object的注册为例。object的注册有`uvm_object_utils(T)宏，这个宏内部其实还包裹了其他的宏

 将uvm_object_utils(T)展开的如下：

 其中起到注册功能的是`m_uvm_object_registry_internal(T,T)这个宏，其他的宏的作用是添加到一下函数。下面分析一下`m_uvm_object_registry_internal(T,T)这个宏：

 这个宏的第一句就是关键：

typedef uvm_object_registry #(T,`"s`") type_id

这个语句就是往注册类中添加了一个类型成员type_id，加入注册的类是my_driver那么type_id对应的是uvm_object_registry #(my_driver, "my_driver")类，有了这个类就可以调用这个类的静态成员函数比如create()函数，这也是为什么我们例化的语句为my_driver::type_id::create("my_driver",this)的原因。

到这里，我们知道注册的主要作用是往注册类中添加了一个type_id类型成员。

（2）覆盖

的set_inst_override_by_type()是将替换信息放到uvm_factory类的m_inst_override_queues表成员里面。类似的，set_type_override_by_type()是将替换信号放到uvm_factory类的m_type_overrides表成员里面。

 

 这两表中的信息在调用create的时候会查看。

（3）、例化

首先来看下使用create()函数时的调用过程：

 

 调用过程可以看到，通过调用uvm_object_register的create()函数最终会委托给uvm_factory的create相关函数，在掉用uvm_factory的create函数的时候就会查uvm_factory中的m_inst_override_queues和m_type_overrides这两个表，来确定返回实例的类型。查表产生实例的过程如下：

 

 如果类型被override了就返回override的类型成员，如果没有就返回原来类型的成员。

4、Factory支持的命令行参数

     +uvm_set_inst_override=<req_type>,<override_type>,<full_inst_pa th>
例如：+uvm_set_inst_override=“my_monitor,new_monitor,uvm_test_top.env.o_agt.mon”

     +uvm_set_type_override=<req_type>,<override_type>,<replace>
例如：+uvm_set_type_override=“my_monitor,new_monitor”

 

5、就factory是否配置正确

（1）通过uvm_top.print_topology()

Testcase的拓扑结构能够通过uvm_top.print_topology()打印出来。通过检查打印出来的log可以检查当前环境中的组件或transaction是否为重载的对象，以判断重载是否正确。uvm_top是uvm_root的一个全局实例，由UVM自动产生的。

比如：

 

 

在Testcase中执行uvm_top.print_topology()之后

 

 

 （2）通过factory.print()

上面的方法会打印出整体环境的树形结构，没有进行factory重载的组件也会被打印出来，log信息繁杂，不利于组件重载的检查。如果只关注factory重载信息，可以使用factory.print()来打印factory的重载信息，以检查重载是否正确。

另外factory.print()可以带参数0，1，2，默认是1。

factory.print(0) : 只打印发生替换的类

factory.print(1)（默认）：所有用户自定义并且注册了的类将被打印

factory.print(2) ：UVM自身的和用户自定位并注册了的类将被打印