迭代模式在UVM中的應(yīng)用有哪些

行為型設(shè)計模式數(shù)量較多，上一篇介紹了模板模式和策略模式，下面對迭代模式進(jìn)行介紹，挖掘其在UVM中的應(yīng)用。

迭代器模式

Iterator Design Pattern: 對容器 (聚合類，集合數(shù)據(jù)等) 的遍歷操作從容器中拆分出來，放到迭代器中，實(shí)現(xiàn)迭代操作的解耦。

大部分編程語言都提供了多種遍歷集合的方式，比如for循環(huán)，foreach循環(huán)等。對于簡單的遍歷，可以利用語言提供的迭代方式完成遍歷操作，對于復(fù)雜條件的集合遍歷，比如支持廣度優(yōu)先和深度優(yōu)先遍歷的樹結(jié)構(gòu)，用戶需要自己創(chuàng)建迭代器。

迭代器模式的結(jié)構(gòu)分為迭代器接口和迭代器實(shí)現(xiàn)類，容器接口和容器實(shí)現(xiàn)類。接口類是為了面向接口編程。迭代器中一般包含next()函數(shù)用于返回容器中的元素，布爾型變量hasNext判斷是否結(jié)束循環(huán)。

Python中的迭代器

Systemverilog對聚合類型數(shù)據(jù)(Aggregate data types)的操作并沒有把迭代器 “暴露” 出來，先從Python開始了解。Python允許用戶自定義類對迭代的支持。

引用Python Documentation

迭代器是一個表示數(shù)據(jù)流的對象；這個對象每次只返回一個元素。Python 迭代器必須支持 __next__() 方法；這個方法不接受參數(shù)，并總是返回數(shù)據(jù)流中的下一個元素。如果數(shù)據(jù)流中沒有元素，__next__() 會拋出 StopIteration 異常。

內(nèi)置的 iter() 函數(shù)接受任意對象并試圖返回一個迭代器來輸出對象的內(nèi)容或元素，并會在對象不支持迭代的時候拋出 TypeError 異常。Python 有幾種內(nèi)置數(shù)據(jù)類型支持迭代，最常見的就是列表和字典。如果一個對象能生成迭代器，那么它就會被稱作 iterable。

>>> L = [1, 2, 3]
>>> it = iter(L)
>>> it  
<...iterator object at ...>
>>> it.__next__()  # same as next(it)
1
>>> next(it)
2
>>> next(it)
3
>>> next(it)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
StopIteration
>>>

Python 有不少要求使用可迭代的對象的地方，其中最重要的就是 for 表達(dá)式。在表達(dá)式 for X in Y，Y 要么自身是一個迭代器，要么能夠由 iter() 創(chuàng)建一個迭代器。以下兩種表達(dá)是等價的nonedisplay: none;'>

生成器表達(dá)式和列表推導(dǎo)式

迭代器的輸出有兩個很常見的使用方式，1) 對每一個元素執(zhí)行操作，2) 選擇一個符合條件的元素子集。比如，給定一個字符串列表，你可能想去掉每個字符串尾部的空白字符，或是選出所有包含給定子串的字符串。

列表推導(dǎo)式和生成器表達(dá)時（簡寫："listcomps" 和 "genexps"）讓這些操作更加簡明，這個形式借鑒自函數(shù)式程序語言 Haskell（Haskell Language）。你可以用以下代碼去掉一個字符串流中的所有空白字符nonedisplay: none;'>

通過列表推導(dǎo)式，你會獲得一個 Python 列表；stripped_list 就是一個包含所有結(jié)果行的列表，并不是迭代器。生成器表達(dá)式會返回一個迭代器，它在必要的時候計算結(jié)果，避免一次性生成所有的值。這意味著，如果迭代器返回一個無限數(shù)據(jù)流或者大量的數(shù)據(jù)，列表推導(dǎo)式就不太好用了。這種情況下生成器表達(dá)式會更受青睞。

生成器表達(dá)式兩邊使用圓括號 (" ( ) ") ，而列表推導(dǎo)式則使用方括號 (" [ ] ")。

SV數(shù)組內(nèi)建方法

和數(shù)組定位相關(guān)的，SV提供了6種方式：

如何實(shí)現(xiàn)是關(guān)鍵，如何維護(hù)游標(biāo)，如何判斷返回元素滿足條件，這些需要根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)具體實(shí)現(xiàn)。

迭代器在scoreboard中的應(yīng)用

scoreboard一邊接收dut transaction放入容器actual_array, 一邊接收golden transaction放入容器golden_array。如果是保序的，則可以直接按先后順序?qū)Ρ龋绻皇潜Ｐ虻模瑒t需要按照相應(yīng)規(guī)則遍歷容器篩選出transaction。

如果規(guī)則是Packet不是保序的，但是addr保持不變，則可以通過SV內(nèi)建方法 find_index() with (item.addr == addr）在容器中篩選出待比較的Packet。find_index() with (expression) 中內(nèi)建了迭代器，根據(jù)所給的expression條件“吐出”符合的元素。

ication Environment Based on Software Design Patterns 中將迭代器模式應(yīng)用到scoreboard中。

常見的scoreboard的構(gòu)建方式：OVM/UVM Scoreboards - Fundamental Architectures

審核編輯：劉清