UVM中的可重用序列

在這篇博客中，我描述了在編寫序列時(shí)必須采取的必要步驟，以確保它可以重用。就我個(gè)人而言，我覺得編寫序列是驗(yàn)證任何IP最具挑戰(zhàn)性的部分。編寫序列需要仔細(xì)規(guī)劃，否則我們最終會(huì)從頭開始為每個(gè)場(chǎng)景編寫一個(gè)序列。這使得序列難以維護(hù)和調(diào)試。

眾所周知，序列由幾個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，它們共同構(gòu)成了一個(gè)有趣的場(chǎng)景。序列可以是分層的，從而創(chuàng)建更復(fù)雜的方案。在最簡單的形式中，序列應(yīng)該是 uvm_sequence 基類的派生，方法是指定請(qǐng)求和響應(yīng)項(xiàng)類型參數(shù)，并使用要執(zhí)行的特定方案實(shí)現(xiàn) body 任務(wù)。

類 usb_simple_sequence 擴(kuò)展uvm_sequence #（usb_transfer）;

    rand int unsigned sequence_length;
    constraint reasonable_seq_len { sequence_length < 10 };

    //Constructor
    function new(string name=”usb_simple_bulk_sequence”);
        super.new(name);
    endfunction

   //Register with factory
   `uvm_object_utils(usb_simple_bulk_sequence)

   //the body() task is the actual logic of the sequence
   virtual task body();
      repeat(sequence_length)
      `uvm_do_with(req,  {
      //Setting the device_id to 2
          req.device_id == 8’d2;
          //Setting transfer type to BULK
          req.type == usb_transfer::BULK_TRANSFER;
       })
   endtask : body
endclass

在上面的順序中，我們嘗試將 USB 批量傳輸發(fā)送到 id 為 2 的設(shè)備。測(cè)試編寫者可以通過將此序列分配給頂級(jí)測(cè)試中序列器的默認(rèn)序列來調(diào)用此序列。

類usb_simple_bulk_test擴(kuò)展uvm_test;

…
    virtual function void build_phase(uvm_phase phase );
        …
        uvm_config_db#(uvm_object_wrapper)::set(this, "sequencer_obj.
        main_phase","default_sequence", usb_simple_sequence::type_id::get());
        …
    endfunction : build_phase
endclass

到目前為止，事情看起來簡單明了。為了確保序列可重用于更復(fù)雜的場(chǎng)景，我們必須遵循更多準(zhǔn)則。

首先，通過在序列類中pre_start和post_start任務(wù)中提出和放棄異議來管理測(cè)試結(jié)束非常重要。這樣，我們只在最上面的序列中提出和放棄異議，而不是對(duì)所有子序列都這樣做。

t問 pre_start（）

    if(starting_phase != null)
    starting_phase.raise_objection(this);
endtask : pre_start

t問 post_start（）

    if(starting_phase != null)
    starting_phase.drop_objection(this);
endtask : post_start

請(qǐng)注意，starting_phase僅為作為特定階段的默認(rèn)序列啟動(dòng)的序列定義。如果已通過調(diào)用序列的 start 方法顯式啟動(dòng)它，則用戶負(fù)責(zé)設(shè)置starting_phase。

類usb_simple_bulk_test擴(kuò)展uvm_test;

    usb_simple_sequence seq;
    …
    virtual function void main_phase(uvm_phase phase );
        …
        //User need to set the starting_phase as sequence start method
        is explicitly called to invoke the sequence
        seq.starting_phase = phase;
        seq.start();
        …
    endfunction : main_phase

結(jié)束類

使用 UVM 配置從頂級(jí)測(cè)試中獲取值。在上面的示例中，沒有為測(cè)試編寫者提供可控性，因?yàn)樾蛄胁皇褂门渲脧捻敿?jí)測(cè)試或序列中獲取值（將使用此序列來構(gòu)建復(fù)雜場(chǎng)景）。修改序列以更好地控制使用此簡單序列的頂級(jí)測(cè)試或序列。

類 usb_simple_sequence 擴(kuò)展uvm_sequence #（usb_transfer）;

    rand int unsigned sequence_length;
    constraint reasonable_seq_len { sequence_length < 10 };
    …
    virtual task body();
        usb_transfer::type_enum local_type;
        bit[7:0] local_device_id;
        //Get the values for the variables in case toplevel
         //test/sequence sets it.
        uvm_config_db#(int unsigned)::get(null, get_full_name(),
            “sequence_length”, sequence_length);
        uvm_config_db#(usb_transfer::type_enum)::get(null,
            get_full_name(), “l(fā)ocal_type”, local_type);
        uvm_config_db#(bit[7:0])::get(null, get_full_name(),?
            “l(fā)ocal_device_id”, local_device_id);
        repeat(sequence_length)
        `uvm_do_with(req, {
            req.device_id == local_device_id;
            req.type == local_type;
        })
    endtask : body

結(jié)束類

通過上述修改，我們已經(jīng)控制了頂級(jí)測(cè)試或序列來修改device_id、sequence_length和類型。這里需要注意的幾點(diǎn)：uvm_config_db#（）：：set 中使用的參數(shù)類型和字符串（第三個(gè)參數(shù)）應(yīng)該與 uvm_config_db#（）：：get 中使用的類型匹配。確保使用確切的數(shù)據(jù)類型“設(shè)置”和“獲取”。否則，值將無法正確設(shè)置，調(diào)試將成為一場(chǎng)噩夢(mèng)。

上述序列的一個(gè)問題是：如果 usb_transfer 類中對(duì)device_id或類型有任何約束，那么這將限制頂級(jí)測(cè)試或序列以確保它在約束范圍內(nèi)。

例如，如果usb_transfer類中的device_id存在約束，將其約束為低于 10，則頂級(jí)測(cè)試或序列應(yīng)在此范圍內(nèi)約束它。如果頂級(jí)測(cè)試或序列將其設(shè)置為類似 15 的值（超過 10），則在運(yùn)行時(shí)將看到約束失敗。

有時(shí)，頂級(jí)測(cè)試或序列可能需要完全控制，并且可能不希望啟用在較低級(jí)別的序列或數(shù)據(jù)項(xiàng)中定義的約束。需要這樣做的一個(gè)示例是陰性測(cè)試：- 主機(jī)希望確保設(shè)備不會(huì)響應(yīng)device_id大于 10 的傳輸，因此希望發(fā)送device_id 15 的傳輸。因此，為了完全控制頂級(jí)測(cè)試或序列，我們可以修改正文任務(wù)，如下所示：

虛擬任務(wù)正文（）;

    usb_transfer::type_enum local_type;
    bit[7:0] local_device_id;
    int status_seq_len = 0;
    int status_type = 0;
    int status_device_id = 0;
    status_seq_len = uvm_config_db#(int unsigned)::get(null,
        get_full_name(), “sequence_length”, sequence_length);
    status_type = uvm_config_db#(usb_transfer::type_enum)::get(null,
        get_full_name(),“l(fā)ocal_type”,local_type);
    status_device_id = uvm_config_db#(bit[7:0])::get(null,
        get_full_name(), “l(fā)ocal_device_id”,local_device_id);
    //If status of uvm_config_db::get is true then try to use the values
        // set by toplevel test or sequence instead of the random value.
    if(status_device_id || status_type)
    begin
        `uvm_create(req)
        req.randomize();
        if(status_type)
        begin
        //Using the value set by top level test or sequence
        //instead of the random value.
            req.type = local_type;
        end
        if(status_device_id)
        begin
            //Using the value set by top level test or sequence
        //instead of the random value.
            req.device_id = local_device_id;
        end
    end
    repeat(sequence_length)
        `uvm_send(req)

結(jié)束任務(wù)：正文

使用'uvm_do_with時(shí)總是要小心的，因?yàn)樗鼤?huì)在較低級(jí)別的序列或序列項(xiàng)中的任何現(xiàn)有約束之上添加約束。

另請(qǐng)注意，如果您有更多變量要“設(shè)置”和“獲取”，那么我建議您創(chuàng)建對(duì)象并在創(chuàng)建的對(duì)象中設(shè)置值，然后使用頂級(jí)測(cè)試/序列中的uvm_config_db設(shè)置此對(duì)象（而不是顯式設(shè)置此對(duì)象中的每個(gè)變量）。這樣，我們可以通過不搜索每個(gè)變量（當(dāng)我們執(zhí)行 uvm_config_db：：get 時(shí)）來提高運(yùn)行時(shí)性能，而是使用該對(duì)象一次性獲取所有變量。

虛擬任務(wù)正文（）;

    usb_transfer::type_enum local_type;
    bit[7:0] local_device_id;
    int status_seq_len = 0;
    int status_type = 0;
    int status_device_id = 0;
    status_seq_len = uvm_config_db#(int unsigned)::get(null,
        get_full_name(), “sequence_length”, sequence_length);
    status_type = uvm_config_db#(usb_transfer::type_enum)::get(null,
        get_full_name(),“l(fā)ocal_type”,local_type);
    status_device_id = uvm_config_db#(bit[7:0])::get(null,
        get_full_name(), “l(fā)ocal_device_id”,local_device_id);
    //If status of uvm_config_db::get is true then try to use the values
        // set by toplevel test or sequence instead of the random value.
    if(status_device_id || status_type)
    begin
        `uvm_create(req)
        req.randomize();
        if(status_type)
        begin
        //Using the value set by top level test or sequence
        //instead of the random value.
            req.type = local_type;
        end
        if(status_device_id)
        begin
            //Using the value set by top level test or sequence
        //instead of the random value.
            req.device_id = local_device_id;
        end
    end
    repeat(sequence_length)
        `uvm_send(req)

結(jié)束任務(wù)：正文

始終嘗試通過為復(fù)雜方案創(chuàng)建頂級(jí)序列來重用簡單序列。例如，在下面的順序中，我嘗試發(fā)送批量傳輸，然后向 2 個(gè)不同的設(shè)備發(fā)送中斷傳輸。對(duì)于此場(chǎng)景，我將使用我們的usb_simple_sequence如下所示：

類 usb_complex_sequence 擴(kuò)展uvm_sequence #（usb_transfer）;

    //Object of simple sequence used for sending bulk transfer
    usb_simple_sequence simp_seq_bulk;
    //Object of simple sequence used for sending interrupt transfer
    usb_simple_sequence simp_seq_int;
    …
    virtual task body();
        //Variable for getting device_id for bulk transfer
        bit[7:0] local_device_id_bulk;
        //Variable for getting device_id for interrupt transfer
        bit[7:0] local_device_id_int;
        //Variable for getting sequence length for bulk
        int unsigned local_seq_len_bulk;
        //Variable for getting sequence length for interrupt
        int unsigned local_seq_len_int;
        //Get the values for the variables in case top level
        //test/sequence sets it.
        uvm_config_db#(int unsigned)::get(null, get_full_name(),
        “l(fā)ocal_seq_len_bulk”,local_seq_len_bulk);
        uvm_config_db#(int unsigned)::get(null, get_full_name(),
        “l(fā)ocal_seq_len_int”,local_seq_len_int);
        uvm_config_db#(bit[7:0])::get(null, get_full_name(),
        “l(fā)ocal_device_id_bulk”,local_device_id_bulk);
        uvm_config_db#(bit[7:0])::get(null, get_full_name(),
        “l(fā)ocal_device_id_int”,local_device_id_int);
        //Set the values for the variables to the lowerlevel
        //sequence/sequence item, which we got from
        //above uvm_config_db::get.
        //Setting the values for bulk sequence
        uvm_config_db#(int unsigned)::set(null, {get_full_name(),”.”,
        ”simp_seq_bulk”}, “sequence_length”,local_seq_len_bulk);
        uvm_config_db#(usb_transfer::type_enum)::set(null, {get_full_name(),
        “.”,“simp_seq_bulk”} , “l(fā)ocal_type”,usb_transfer::BULK_TRANSFER);
        uvm_config_db#(bit[7:0])::set(null, {get_full_name(),“.”,
        ”simp_seq_bulk”}, “l(fā)ocal_device_id”,local_device_id_bulk);
        //Setting the values for interrupt sequence
        uvm_config_db#(int unsigned)::set(null, {get_full_name(),”.”,
        ”simp_seq_int”}, “sequence_length”,local_ seq_len_int);
        uvm_config_db#(usb_transfer::type_enum)::set(null, {get_full_name(),
        “.”,“simp_seq_int”} , “l(fā)ocal_type”,usb_transfer::INT_TRANSFER);
        uvm_config_db#(bit[7:0])::set(null,{get_full_name(),“.”,
        ”simp_seq_bulk”},“l(fā)ocal_device_id”,local_device_id_int);
        `uvm_do(simp_seq_bulk)
        simp_seq_bulk.get_response();
        `uvm_send(simp_seq_int)
        simp_seq_int.get_response();
    endtask : body

結(jié)束類

請(qǐng)注意，在上面的序列中，我們使用 uvm_config_db：：get 從頂級(jí)測(cè)試或序列中獲取值，然后使用 uvm_config_db：：set 再次將其設(shè)置為較低級(jí)別的序列。如果我們嘗試使用 'uvm_do_with 并將值傳遞到約束塊內(nèi)，那么這將作為附加約束應(yīng)用而不是設(shè)置這些值，這很重要。

審核編輯：郭婷