UVM学习笔记--TLM通信

Table of Contents

1.TLM简介

2.UVM TLM基本概念

2.1 TLM 通信常用的的三种传输：Put/Get/Transport

2.2 TLM 通信中的三种端口：Port，Export，IMP

2.3 Put/Get/Transport等动作的实现

2.4 跨层次连接

3. 所有常用的一对一Port类型的总结

4. Analysis端口（一对多连接）

5. TLM FIFO

5.1两种TLM FIFO:

5.2TLM FIFO自带的方法

1.TLM简介

TLM:Transaction Level Modeling(事务级建模)，它是一个独立于语言的一个标准，常用于系统建模，加速软硬件协同开发。在芯片开发中，常配合system C使用来进行系统设计。最新的标准是OCSI TLM 2.0。

2.UVM TLM基本概念

2.1 TLM 通信常用的的三种传输：Put/Get/Transport

Put 操作

Port A是put动作发起者，Export B是动作接收者，数据流A->B. 实现A主动向B发送数据。

2.Get 操做

Port A是get动作发起者，Export B是动作接收者，数据流B->A. 实现A主动向B索取数据。

3.Transport 操做

Port A是transport动作发起者，Export B是动作接收者。transprot操作相当于一次put加一次get。A先发起put操作，相当于提交一个request，数据从A->B, 后通过get返回response，数据从B->A.

在示意图上常常用方框表示Port，圆圈表示Export。

其他TLM操作还有peek，get_peek两种，但实际应用较少。

2.2 TLM 通信中的三种端口：Port，Export，IMP

1. 控制流优先级：Port > Export > IMP

2. Port 始终是传输动作的发起者，Export和IMP只能作为动作的接受者。

3. 使用connect()建立连接关系时，只有优先级高的才能调用connect()做连接。

4. 三种端口均是uvm_component的子类，但应该使用new()函数在build_phase中创建。(注意：不能用create创建，端口不属于UVM树的一部分)。

5. 在有Port，Export，IMP连接的data path中，只有且必须以IMP作为终点。

6. Port，Export相当于一道门，没用存储作用，因而必须以IMP(tlm implement port class)作为终点。

7. IMP 在声明时相较于Port/Export多了一个类型参数'IMP'

uvm_nonblocking_put_export#(T)

uvm_blocking_put_imp#(T, IMP); // 第一个参数T是这个IMP传输的数据类型。第二个参数IMP为包含该IMP的component类型。

例如：

class B extends uvm_component;...uvm_blocking_put_export#(my_transaction) B_export;uvm_blocking_put_imp#(my_transaction, B) B_imp;...
endclass

2.3 Put/Get/Transport等动作的实现

发起者的动作实现，最终会落到终点IMP所在的component中，因此必须在IMP所在的component中定义名字为put/get/transport的函数或任务，完成最终的数据传输操作。在blocking的端口，可以将put/get/transport定义为function或task；而noblocking的端口，则只允许定义成function。

下面这个例子，路径是 A.port-->B.export-->B.imp, 当A.port调用put()时，这个任务会调用B.export的put()，B.export的put()又会调用B.imp的put(),而B.imp的put()最终会调用B.put(). 因此用户必须在B中定义put() 函数/任务。

2.4 跨层次连接

在复杂的UVM TB中常用到port跨多级component连接的情形，在一个path中，始终只会有一个imp作为连接的结尾。

在多层次连接中，connect要按控制流逐层进行连接。

3. 所有常用的一对一Port类型的总结

以上这些port默认都是一对一连接，除非在实例化时改变默认的连接数量设置参数，如使用new()创建时改变参数min/max_size的值

function new (string name,uvm_component parent,int min_size=1,int max_size=1)

4. Analysis端口（一对多连接）

analysis_port/export和analysis_imp的通信是一对多的通信，类似广播的形式。
analysis端口没有blocking/unblocking的概念，因为他管广播内容，不管接受的收到与否。
只有一个操作：write()
analysis端口连接也必须以analysis_imp结尾。
一个component中有多个analysis_imp时，因为需要实现多个同名但内容不同的write函数时，该怎么办？UVM定义了`uvm_analysis_imp_decl(xxx) 宏来处理这种复杂情况。

5. TLM FIFO

TLM FIFO相当于一个缓存两端加上IMP，input和output两端都能连接Port，所以两侧和它连接的component都能主动发送或索取数据。

5.1两种TLM FIFO:

uvm_tlm_fifo: 包含analysis 端口以外的多有端口，不支持write操作。
uvm_tlm_analysis_fifo: 含有下图中的所有端口，支持write操作。

peek()区别于get()的地方是，peek()不会使FIFO缓存里的transaction个数减少。
连个特殊的analysis port：put_ap和get_ap, 有向第三方转发的作用.

put_ap:即当往fifo的buffer写入一笔transaction，这个transaction同时会通过put_ap写到第三方component中.

get_ap:即从fifo的buffer读出一笔transaction，这个transaction自然会发从fifo get export连接的component，但同时会通过put_ap写到第三方component中.

就像fifo分了个叉,从这个叉上可以把fifo正在put/get的内容发给第三方，从而可以窥探fifo内部正在处理的transaction。

FIFO中的许多export虽然表面的名字是export，但实际的类型是IMP，UVM掩饰类IMP的存在。
FIFO的好处是不用手动再写write(),put(),get()这些component中要声明的同名函数。

5.2TLM FIFO自带的方法

used：查询fifo里存了多少transaction

is_empty: 判断当前fifo是否为空

is_full: 判断当前fifo是否满了

flush：清空fifo中缓存的数据，复位时可以用

TLM FIFO默认的深度是1，如果需要更改，可以在new()是更改参数size的值，如需要无限大小，就将传入的size参数设为0。

new函数原型为：

function new(string name, uvm_component parent=null, int size=1);

参考：
UVM实战(卷1) (张强著)