3.4 学习UVM中的uvm_monitor类分为几步?
文章目录
- 前言
- 1. 定义
- 2. 核心功能
- 3. 适用场景
- 4. 使用方法
- 5. 完整代码示例
- 5.1 事务类定义
- 5.2 Monitor 类定义
- 5.3 Scoreboard 类定义
- 5.4 测试平台
- 6. 代码说明
- 7. 总结
前言
以下是关于 UVM 中 uvm_monitor 的详细解释、核心功能、适用场景、使用方法以及一个完整的代码示例:
1. 定义
uvm_monitor 是 UVM(Universal Verification Methodology)中的一个重要组件类,用于监控 DUT(Design Under Test)的接口行为。它负责采集 DUT 的信号活动并将其转换为高层次的事务(transaction),然后将这些事务发送给其他组件(如 uvm_scoreboard 或 uvm_subscriber)进行分析和检查。
uvm_monitor 的主要特点:
- 被动组件,不驱动信号,仅监控信号。
- 将信号活动转换为事务。
- 是 UVM 测试平台中用于数据采集和分析的关键组件。
2. 核心功能
uvm_monitor 提供了以下核心功能:
- 信号监控:监控 DUT 的接口信号,捕捉信号变化。
- 事务转换:将捕捉到的信号转换为高层次的事务。
- 数据广播:通过 Analysis Port(
uvm_analysis_port)将事务广播给其他组件(如uvm_scoreboard)。 - 协议检查:在监控过程中检查协议是否符合预期。
3. 适用场景
uvm_monitor 通常用于以下场景:
- 接口监控:监控 DUT 的输入或输出接口(如 AXI、APB、SPI 等)。
- 协议检查:检查接口信号是否符合协议规范。
- 数据采集:采集 DUT 的行为数据,用于功能覆盖率和性能分析。
- 事务广播:将采集到的事务发送给其他组件进行进一步处理。
4. 使用方法
使用 uvm_monitor 的步骤如下:
- 定义类:从
uvm_monitor派生一个类,并定义其属性和方法。 - 实现监控逻辑:在
run_phase中实现信号监控和事务转换逻辑。 - 广播事务:通过
uvm_analysis_port将事务广播给其他组件。 - 连接组件:在测试平台中将
uvm_monitor与其他组件(如uvm_scoreboard)连接。
5. 完整代码示例
以下是一个完整的代码示例,展示如何使用 uvm_monitor 监控 DUT 的接口行为。
5.1 事务类定义
// 定义一个从 uvm_sequence_item 派生的事务类
class my_transaction extends uvm_sequence_item;bit [7:0] data;bit [3:0] addr;bit valid;// 注册类到 UVM 工厂`uvm_object_utils(my_transaction)// 构造函数function new(string name = "my_transaction");super.new(name);endfunction// 实现 print 方法virtual function void do_print(uvm_printer printer);printer.print_field("data", this.data, 8);printer.print_field("addr", this.addr, 4);printer.print_field("valid", this.valid, 1);endfunctionendclass
5.2 Monitor 类定义
// 定义一个从 uvm_monitor 派生的监控类
class my_monitor extends uvm_monitor;// 定义 analysis portuvm_analysis_port #(my_transaction) ap;// 虚拟接口(用于访问 DUT 信号)virtual my_interface vif;// 注册类到 UVM 工厂`uvm_component_utils(my_monitor)// 构造函数function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);ap = new("ap", this);endfunction// 实现 run_phasevirtual task run_phase(uvm_phase phase);forever beginmy_transaction tx;// 等待信号有效@(posedge vif.clock iff vif.valid);// 创建事务对象tx = my_transaction::type_id::create("tx");// 捕捉信号并转换为事务tx.data = vif.data;tx.addr = vif.addr;tx.valid = vif.valid;// 打印事务`uvm_info("MONITOR", $sformatf("Captured transaction: data=0x%0h, addr=0x%0h, valid=%b", tx.data, tx.addr, tx.valid), UVM_LOW)// 通过 analysis port 广播事务ap.write(tx);endendtaskendclass
5.3 Scoreboard 类定义
// 定义一个从 uvm_scoreboard 派生的记分板类
class my_scoreboard extends uvm_scoreboard;// 注册类到 UVM 工厂`uvm_component_utils(my_scoreboard)// 构造函数function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);endfunction// 实现 write 方法(用于接收事务)virtual function void write(my_transaction tx);`uvm_info("SCOREBOARD", $sformatf("Received transaction: data=0x%0h, addr=0x%0h, valid=%b", tx.data, tx.addr, tx.valid), UVM_LOW)// 在这里添加事务检查逻辑endfunctionendclass
5.4 测试平台
// 测试平台
module testbench;initial begin// 创建 env 类class my_env extends uvm_env;my_monitor monitor;my_scoreboard scoreboard;// 注册类到 UVM 工厂`uvm_component_utils(my_env)// 构造函数function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);endfunction// 构建组件virtual function void build_phase(uvm_phase phase);monitor = my_monitor::type_id::create("monitor", this);scoreboard = my_scoreboard::type_id::create("scoreboard", this);endfunction// 连接组件virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);monitor.ap.connect(scoreboard.write);endfunctionendclass// 创建测试类class my_test extends uvm_test;my_env env;// 注册类到 UVM 工厂`uvm_component_utils(my_test)// 构造函数function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);endfunction// 构建组件virtual function void build_phase(uvm_phase phase);env = my_env::type_id::create("env", this);endfunction// 运行测试virtual task run_phase(uvm_phase phase);phase.raise_objection(this);#100; // 模拟测试运行时间phase.drop_objection(this);endtaskendclass// 启动测试initial beginrun_test("my_test");endend
endmodule
6. 代码说明
- 事务类:
my_transaction定义了事务的属性和方法。 - Monitor 类:
my_monitor从uvm_monitor派生,实现了信号监控和事务转换逻辑,并通过uvm_analysis_port广播事务。 - Scoreboard 类:
my_scoreboard用于接收事务并进行检查。 - 测试平台:
my_env和my_test类用于构建和运行测试环境。
7. 总结
uvm_monitor 是 UVM 中用于监控 DUT 接口行为的关键组件。它负责采集信号并将其转换为事务,然后将事务广播给其他组件进行分析和检查。以上示例展示了如何定义和使用 uvm_monitor,适用于实际的验证场景。
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