验证平台必须监测DUT的行为,只有知道DUT的输入输出信号变化之后,才能根据这些信号变化来判定DUT的行为是否正确。
验证平台中实现监测DUT行为的组件是monitor。driver负责把transaction级别的数据转变成DUT的端口级别,并驱动给DUT,monitor的行为与其相对,用于收集DUT的端口数据,并将其转换成transaction交给后续的组件如reference model、scoreboard等处理。
一个monitor的定义如下:
代码清单 2-29
文件:src/ch2/section2.3/2.3.3/my_monitor.sv
3 class my_monitor extends uvm_monitor;
4
5 virtual my_if vif;
6
7 `uvm_component_utils(my_monitor)
8 function new(string name = "my_monitor", uvm_component parent = null);
9 super.new(name, parent);
10 endfunction
11
12 virtual function void build_phase(uvm_phase phase);
13 super.build_phase(phase);
14 if(!uvm_config_db#(virtual my_if)::get(this, "", "vif", vif))
15 `uvm_fatal("my_monitor", "virtual interface must be set for vif!!!")
16 endfunction
17
18 extern task main_phase(uvm_phase phase);
19 extern task collect_one_pkt(my_transaction tr);
20 endclass
21
22 task my_monitor::main_phase(uvm_phase phase);
23 my_transaction tr;
24 while(1) begin
25 tr = new("tr");
26 collect_one_pkt(tr);
27 end
28 endtask
29
30 task my_monitor::collect_one_pkt(my_transaction tr);
31 bit[7:0] data_q[$];
32 int psize;
33 while(1) begin
34 @(posedge vif.clk);
35 if(vif.valid) break;
36 end
37
38 `uvm_info("my_monitor", "begin to collect one pkt", UVM_LOW);
39 while(vif.valid) begin
40 data_q.push_back(vif.data);
41 @(posedge vif.clk);
42 end
43 //pop dmac
44 for(int i = 0; i < 6; i++) begin
45 tr.dmac = {tr.dmac[39:0], data_q.pop_front()};
46 end
47 //pop smac
…
51 //pop ether_type
…
58 //pop payload
…
62 //pop crc
63 for(int i = 0; i < 4; i++) begin
64 tr.crc = {tr.crc[23:0], data_q.pop_front()};
65 end
66 `uvm_info("my_monitor", "end collect one pkt, print it:", UVM_LOW);
67 tr.my_print();
68 endtask
有几点需要注意的是:
第一,所有的monitor类应该派生自uvm_monitor;
第二,与driver类似,在my_monitor中也需要有一个virtual my_if;
第三,uvm_monitor在整个仿真中是一直存在的,所以它是一个component,要使用uvm_component_utils宏注册;
第四,由于monitor需要时刻收集数据,永不停歇,所以在main_phase中使用while(1)循环来实现这一目的。
在查阅collect_one_pkt的代码时,可以与my_driver的drv_one_pkt对比来看,两者代码非常相似。当收集完一个transaction后,通过my_print函数将其打印出来。my_print在my_transaction中定义如下:
代码清单 2-30
文件:src/ch2/section2.3/2.3.3/my_transaction.sv
31 function void my_print();
32 $display("dmac = %0h", dmac);
33 $display("smac = %0h", smac);
34 $display("ether_type = %0h", ether_type);
35 for(int i = 0; i < pload.size; i++) begin
36 $display("pload[%0d] = %0h", i, pload[i]);
37 end
38 $display("crc = %0h", crc);
39 endfunction
当完成monitor的定义后,可以在env中对其进行实例化:
代码清单 2-31
文件:src/ch2/section2.3/2.3.3/my_env.sv
4 class my_env extends uvm_env;
5
6 my_driver drv;
7 my_monitor i_mon;
8
9 my_monitor o_mon;
…
15 virtual function void build_phase(uvm_phase phase);
16 super.build_phase(phase);
17 drv = my_driver::type_id::create("drv", this);
18 i_mon = my_monitor::type_id::create("i_mon", this);
19 o_mon = my_monitor::type_id::create("o_mon", this);
20 endfunction
…
23 endclass
需要引起注意的是这里实例化了两个monitor,一个用于监测DUT的输入口,一个用于监测DUT的输出口。
DUT的输出口设置一个monitor没有任何疑问,但是在DUT的输入口设置一个monitor有必要吗?
由于transaction是由driver产生并输出到DUT的端口上,所以driver可以直接将其交给后面的reference model。
在2.1节所示的框图中,也是使用这样的策略。所以是否使用monitor,这个答案仁者见仁,智者见智。这里还是推荐使用monitor,原因是:
第一,在一个大型的项目中,driver根据某一协议发送数据,而monitor根据这种协议收集数据,如果driver和monitor由不同人员实现,那么可以大大减少其中任何一方对协议理解的错误;
第二,在后文将会看到,在实现代码重用时,使用monitor是非常有必要的。
现在,整棵UVM树的结构如图2-4所示。
在env中实例化monitor后,要在top_tb中使用config_db将input_if和output_if传递给两个monitor:
代码清单 2-32
文件:src/ch2/section2.3/2.3.3/top_tb.sv
47 initial begin
48 uvm_config_db#(virtual my_if)::set(null, "uvm_test_top.drv", "vif", input_if);
49 uvm_config_db#(virtual my_if)::set(null, "uvm_test_top.i_mon", "vif", input_if);
50 uvm_config_db#(virtual my_if)::set(null, "uvm_test_top.o_mon", "vif", output_if);
51 end