UVM-factory机制

一、UVM类库地图

二、工厂机制

uvm_coreservict_t类

三、常见的component类型

1.uvm_driver

2.uvm_monitor

3.uvm_sequencer

4.uvm_agent

5.uvm_scoreboard

6.uvm_env

7.uvm_test

四、域的自动化

一、UVM类库地图

UVM验证环境可分为两部分uvm_component和uvm_object类型。

uvm_component类型主要包括uvm_driver、uvm_monitor、uvm_sequencer、uvm_agent等构成验证环境基本的组成单元，uvm_componet拥有两大特性是uvm_object没有的：

在new(）时指定parent参数，用于形成UVM验证环境的树形结构。
具有phase机制的自动执行特点。

uvm_object类型直接继承于uvm_void，能力最差，但其可扩展性也是最强的。基本除了uvm_component派生的类都继承于uvm_object，类似于uvm_transaction、uvm_sequence_item、config类型。

二、工厂机制

工厂机制最主要的作用就是重载（override），等于是对SV new函数的扩充。在实例化时，UVM会通过factory机制查找是否有相关的重载记录，若有记录，就会有新的类型替代旧的类型。

重载采用的机制是parent win，重载将原来所属的类型替换为另一个类型而无需修改原始代码，保证了原有代码的封装性。

重载有四大条件：

1.必须用工厂机制注册

`uvm_component_utils()`uvm_object_utils()

2.被重载的类在实例化时，要使用factory机制进行例化。

exmaple_inst = exmaple::type_id::create("exmaple_inst");

3.重载的类要与被继承的类有派生关系，最终重载的类必须派生自最初被重载的类。

4.component和object之间互相不能重载。

重载方式：

set_type_override_by_type(uvm_object_wrapper original_type,uvm_object_wrapper override_type,bit replace = 1);//replace参数表示是否能再次重载（连续重载）。
set_inst_override_by_type(string relative_inst_path,uvm_object_wrapper original_type,uvm_object_wrapper override_type); //路径下进行替代
set_type_override(string original_type,string override_type,bit replace = 1);//字符串代替
set_inst_override(string relative_inst_path,string original_type,string override_type);

uvm_coreservict_t类

该类内置了UVM世界核心的组件和方法

唯一的uvm_factory，该组件用来注册、覆盖和例化。
全局的report_server，该组件用于消息统筹和报告。
全局的tr_database，该组件用于记录transaction记录。
get_root（）方法用例来返回当前UVM环境的结构顶层对象。

三、常见的component类型

1.uvm_driver

uvm_driver：所有driver都要派生于uvm_driver,driver的功能主要就是向sequencer索要sequence_item(transaction)，并按照协议将sequence_item(transaction)的内容驱动到dut端口上。

uvm_driver声明：

class uvm_driver extends #(type REQ = uvm_sequence_item,type RSP =REQ) extends uvm_component;

uvm_driver常见成员变量和端口：

uvm_seq_item_pull_port #(REQ,RSP) seq_item_port;
uvm_analysis_port #(RSP) rsp_port;
REQ req;
RSP rsp;

driver类与sequencer类的通信就是通过pull的方式实现的：

driver.seq_item_port.connect(sequencer.seq_item_export);
driver.rsp_port.connect(sequencer.rsp_export);

示例：

class lvc_ahb_driver #(type REQ = lvc_ahb_transaction, type RSP = REQ) extends uvm_driver #(REQ, RSP);                                  //继承`uvm_component_utils(lvc_ahb_driver)        //注册//例化function new(string name = "lvc_ahb_driver", uvm_component parent = null);super.new(name, parent);endfunctiontask run_phase(uvm_phase phase);super.run_phase(phase);forkget_and_drive();join_noneendtaskvirtual task get_and_drive();forever beginseq_item_port.get_next_item(req);        //获取transaction`uvm_info(get_type_name(), "sequencer got next item", UVM_HIGH)drive_transfer(req);                    //驱动到dutvoid'($cast(rsp, req.clone()));         //复制req 类型转换rsp.set_sequence_id(req.get_sequence_id());rsp.set_transaction_id(req.get_transaction_id());    //标记IDseq_item_port.item_done(rsp);                        //获取rsp，item_done`uvm_info(get_type_name(), "sequencer item_done_triggered", UVM_HIGH)endendtask : get_and_drive

2.uvm_monitor

uvm_monitor:所有monitor都要派生于uvm_monitor,uvm_monitor几乎没有做任何扩充。

主要实现功能如下：

1.观测DUT的interface，收集总线信息。

2.观测内部信号或总线协议时做一些时序检查。

3.将监测到的数据发送至scoreboard和coverage collected，供其比较。

4.永远保持passive模式，不驱动DUT。

示例：

class lvc_ahb_monitor extends uvm_monitor;uvm_analysis_port #(lvc_ahb_transaction) item_observed_port;  //一般都会在monitor声明一个ap端口，用于广播收集到的transaction`uvm_component_utils(lvc_ahb_monitor)function new(string name = "lvc_ahb_monitor", uvm_component parent = null);super.new(name, parent);item_observed_port = new("item_observed_port", this);      //ap端口例化endfunctiontask run_phase(uvm_phase phase);super.run_phase(phase);forkmonitor_transactions();join_noneendtasktask monitor_transactions();lvc_ahb_transaction t;forever begincollect_transfer(t);                //收集transactionitem_observed_port.write(t);        //广播endendtask

3.uvm_sequencer

uvm_sequencer:当driver要获取sequence时，就把生成的sequence_item发送给driver，组织和管理sequence，拥有不同的仲裁机制，起着路由器的作用。

class lvc_ahb_sequencer #(type REQ = lvc_ahb_transaction, type RSP = REQ) extends uvm_sequencer #(REQ, RSP); //参数化的类

4.uvm_agent

uvm_agent:最小的验证单位，通常包含一个driver、monitor、sequencer。

包含成员变量is_active

uvm_active_passive_enum is_active = UVM_ACTIVE;

当只需要监测激励时，把is_active置成passive模式，有选择性的例化driver和sequencer。

示例：

function void build_phase(uvm_phase phase);super.build_phase(phase);monitor = lvc_ahb_master_monitor::type_id::create("monitor", this);if(cfg.is_active) begin                  //是否例化driver = lvc_ahb_master_driver::type_id::create("driver", this);sequencer = lvc_ahb_master_sequencer::type_id::create("sequencer", this);endendfunctionfunction void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);if(cfg.is_active) begin                //是否连接driver.seq_item_port.connect(sequencer.seq_item_export);endendfunction

5.uvm_scoreboard

uvm_agent：用于数据比对和报道，没有添加额外的成员变量和方法。

6.uvm_env

uvm_agent：结构化的容器，放置不同component，便于上层复用。

7.uvm_test

uvm_test:所有的测试用例都要派生自uvm_test或其派生类。验证环境建立的唯一入口，只有通过它才能正常运转UVM的phase机制，若不继承uvm_test ,通过run_test无法启动验证环境。

test的目标包括：

1.提供不同的配置，包括环境结构配置，测试模式配置等，然后创建验证环境。

2.例化测试序列，并挂载到sequencer，使其命令driver发送激励。

事实上uvm环境的顶层应该是uvm_top，uvm_top是uvm_root的唯一实例，所有不指定parent参数的都将继承于uvm_top，uvm_top是所有test的组件的顶层。

uvm_top是一个全局变量，可以用如下的方式得到它的指针。

uvm_root top;
top = uvm_root::get();

四、域的自动化

UVM内置了一些打印比较信息的方法，通过宏注册，实现如下方法：

copy、clone、print、compare 、pack 、upack等。

copy和clone都是深拷贝，clone=copy+new。

示例：

typedef enum {WHITE,BLUE,YELLOW} color_t;
class box extends uvm_object;int volume = 120;color_t color = WHITE;string name = "box";`uvm_object_utils_begin(box)   //一般通过这种格式来包裹域的自动化`uvm_fild_int(volume,UVM_ALL_ON)`uvm_fild_enum(color_t,color,UVM_ALL_ON)`uvm_fild_string(name,UVM_ALL_ON)
`uvm_object_utils_endendclass