路科验证UVM入门与进阶详解实验0

一.代码编译

首先创建新项目，导入lab0 的UVM文件；

针对uvm_compile文件，先进行编译；

module uvm_compile;// NOTE:: it is necessary to import uvm package and macrosimport uvm_pkg::*;`include "uvm_macros.svh"initial begin`uvm_info("UVM", "Hello, welcome to RKV UVM training!", UVM_LOW)#1us;`uvm_info("UVM", "Bye, and more gifts waiting for you!", UVM_LOW)end
endmodule

无论在什么地方，UVM验证顶层都必须有下面这两行代码，代表着预编译的UVM库（包括UVM开源库和Questa的UVM定制部分库）。

import uvm_pkg::*
`include "uvm_macros.svh"

uvm_macros.svh是包含了众多宏定义的头文件，将其include进来可以让宏定义识别成功，否则编译时会报错；
而uvm_pkg是UVM库的预编译库，很庞大，包括了uvm_factory、uvm_config_db、各种phase等。
仿真后可以在下方位置看到。

import uvm_pkg::*

上面语句表示把默认编译好的库mtiUvm.uvm_pkg导入到uvm_compile里。如果没有import进来，那么编译就会报错。

当我们编译并且仿真uvm_compile，有如下信息：

其中，

    sv_std.std指的是systemverilog的内建包，定义了一些class、task、function和变量；
    mtiUvm.uvm_pkg表示mentor已经编译好的库，mti表示mentor公司；
    mtiUvm.questa_uvm_pkg是questa专门针对uvm定制的库。

 当我们在使用questasim时，我们不需要独立编译uvm_pkg，因为已经提前帮我们编译好了。但如果我们使用的是其他仿真器，比如VCS时，就需要独立编译一下uvm_pkg。

run -all后，打印信息如下：

 二、SV与UVM之间的关系

添加sv_class_inst.sv文件，编译，仿真，看看发生了什么？实际上这个实验是SV模块实验环节的抽象，它只是在顶层module容器中要例化软件验证环境的顶层，即 SV class top。在接下来的阶段，从打印出的信息可以看得出来，相当于从测试的开始，到验证环境的搭建，激励的发送，检查的执行等，最后又到了测试的结束。因此这是SV模块实验的“一”，即一生二，二生三，三生万物的那个“顶层” 。
sv_class_inst.sv代码

module sv_class_inst;import uvm_pkg::*;`include "uvm_macros.svh"class top;function new();`uvm_info("SV_TOP", "SV TOP creating", UVM_LOW)endfunctionendclassinitial begintop t; `uvm_info("SV_TOP", "test started", UVM_LOW)t = new();`uvm_info("SV_TOP", "test finished", UVM_LOW)endendmodule

sv_class_inst.sv代码分析：

对文件sv_class_inst.sv进行编译、仿真、运行，结果如下：

如何查看类的例化情况？

有人可能想在仿真窗口查看一下t句柄指向的对象。

module sv_class_inst;import uvm_pkg::*;`include "uvm_macros.svh"class top;function new();`uvm_info("SV_TOP", "SV TOP creating", UVM_LOW)endfunctionendclassinitial begintop t; `uvm_info("SV_TOP", "test started", UVM_LOW)t = new();`uvm_info("SV_TOP", "test finished", UVM_LOW)end
endmodule

结果会发现object窗口啥都没有。这是因为此处是硬件的信号，无法查看软件信号。

方法一：
正确的方式应该是通过view-locals打开locals窗口，这里可以看到软件变量。并且，需要在仿真后在第17行设置断点（没有设断点那么运行后就结束了，也看不到t），运行，就可以在locals窗口看到了。@top代表这个对象是top类，@1表示是top类的第一个对象。

 

方法二：
首先，如下图打开class instances窗口。

然后在仿真命令中加入-classdebug选项后进行仿真，并在仿真后在第17行设置断点。

vsim -novopt work.sv_class_inst -classdebug

如下图操作后也能在class instances窗口看到断点处的类例化的情况，此处就是@top@1.

uvm_class_inst.sv代码

module uvm_class_inst;import uvm_pkg::*;`include "uvm_macros.svh"class top extends uvm_component;`uvm_component_utils(top)function new(string name = "top", uvm_component parent = null);super.new(name, parent);`uvm_info("UVM_TOP", "SV TOP creating", UVM_LOW)endfunctionendclassinitial begintop t; `uvm_info("UVM_TOP", "test started", UVM_LOW)t = new("t", null);`uvm_info("UVM_TOP", "test finished", UVM_LOW)endendmodule

uvm_class_inst.sv代码分析：

uvm_class_inst定义的top类看似没什么内容，但是仿真、设断点之后发现里面别有洞天，有一层又一层的结构。这是因为top继承了uvm_component，所以也继承了他的结构和内容。

如果想要看到层次结构，可以如下图点开class tree-sim.

在class tree窗口即可看到。

三、UVM验证顶层与SV验证顶层的对比

uvm_test_inst代码

package test_pkg;import uvm_pkg::*;`include "uvm_macros.svh"class top extends uvm_test;`uvm_component_utils(top);function new(string name = "top", uvm_component parent = null);super.new(name,parent);`uvm_info("UVM_TOP", "SV TOP creating", UVM_LOW)endfunctiontask run_phase(uvm_phase phase);phase.raise_objection(this);`uvm_info("UVM_TOP", "test is running", UVM_LOW)phase.drop_objection(this);      endtask //run_phaseendclassendpackagemodule uvm_test_inst;import uvm_pkg::*;`include "uvm_macros.svh"import test_pkg::*;initial begin`uvm_info("UVM_TOP", "test started", UVM_LOW)run_test("top");`uvm_info("UVM_TOP", "test finished", UVM_LOW)end
endmodule

uvm_test_inst代码分析：

仿真，运行后，消息如下：

可以发现打印消息按照重要程度以及id分别列出。此处UVM_TOP为什么只有3个，而不是4个呢？明明代码里有4个UVM_TOP出现啊？
因此下面这行代码没有被执行：

`uvm_info("UVM_TOP", "test finished", UVM_LOW)

原因如下：

整个运行过程从initial块开始，接着进入run_test()，开始执行class top的内容：先是function new，接着是task run_phase。需要注意的是，当run_phase drop_objection之后，因为没有别的phase进行raise_objection，因此运行到此结束。所以没有执行上述提到的代码，最后只出现了3个UVM_TOP。

去掉 raise/drop_objection会怎样？

我们将raise/drop_objection注释掉，并加入了10ns的延时以及UVM_TOP类型的uvm_info（注意，因为代码没有写仿真时间单位，默认是1ns，所以加入的延时如果小于1ns会被仿真器忽略）

task run_phase(uvm_phase phase);// phase.raise_objection(this);`uvm_info("UVM_TOP", "test is running", UVM_LOW)#10ns;`uvm_info("UVM_TOP", "test finished after 10ns", UVM_LOW);// phase.drop_objection(this);      endtask

并如下图设好断点。

一步一步运行，可以发现程序在完成第15行之后就退出了，并且最后退出的时间是在0 ns处。

这就是注释掉raise/drop_objection产生的后果，即，进入到run_phase之后，由于没有举手，所以程序会跳过有延时的地方并直接退出。

sv和uvm中仿真窗口的区别

在sv的仿真中，仿真窗口只会出现硬件层次结构，不会出现sv的层次结构；
而到了uvm，仿真窗口会有双顶层结构出现，也就是uvm层次——uvm_root和硬件层次uvm_test_inst。

其中，top就是我们继承于uvm_test的类名称。

四、启动UVM验证的必要步骤

相比于uvm_class_inst，uvm_test_inst更适合作为UVM验证顶层容器。原因如下：

•     只有继承于uvm_test的类，才可以作为UVM验证环境的顶层
•     创建顶层验证环境，有且只能依赖于run_test(“UVM_TEST_NAME”)来传递，或者通过仿真参数传递，而不是通过构建函数new()。尽管new()可以创建一个对象，但是不能做与顶层验证环境相关的其他工作。具体的原因需要等对UVM有更深入了解时才能体会。

搭建验证框架 -> 验证组件之间的连接和通信 -> 编写测试用例，继而完成复用和覆盖率收敛。