从源码角度来看UVM phase

说到UVM phase我们就知道是UVM一个很重要的特性,从用户角度来讲,其实就是一些很简单的应用规则,能够极大地提升编码的效率,简化代码复杂度,提高debug的效率。至于应用可以参看zhangqiang大佬的第五章,这里就不再赘述。
本文就从源码的角度来看,UVM的phase是怎么工作的?
之前学习UVM总是从用户的角度来学习怎么使用,很多东西都只是知道,但是并不明白其中的内涵,读了源码才能从根本上理解这些使用规则背后的道理。之后我也会分析一下剩下的UVM源码,希望大家能够相互学习。
源代码的版本是UVM1.2

吐血将源码抽象了一下,保存了各个主要task function的主要功能,对整个phase进行了抽象。如果有任何问题,可以及时跟我沟通交流1183721880@qq.com.

https://www.edrawmax.cn/online/share.html?code=83c3b8b8799e11ec8a7585ec8adb0e95

1. UVM phase框架

1.1 phase top

通过下面的伪代码就能清晰看到phase的top层是从哪里进入的,大体上是怎么运转的。

  • 只要是你公司用的是UVM的架构,那么所有的top层的入口都是run_test()
  • get_common_domain():就是默认的uvm domain;构建好整个UVM树。
  • forever的get mailbox的phase.execute_phase()结构来实现各个phase的运转。
  • 既然是伪代码,那么就不会有一行是浪费的,所以剩下没有提到的,我会在下面一一提及。

1.2 get_common_domain()


由于伪代码篇幅有限,所以我会提醒一些细节,这些细节还需要读者去源文件里面查找。

  • get_common_domain()是static函数,m_common_domain是static local类型obj。记住这些细节提醒对后续函数的理解是有重要作用的。
  • uvm_domain是继承自uvm_phase的。
  • get_common_domain其实真正干活就只有第一次调用的时候,后来再次调用就会直接返回。而第一次调用就是在m_run_phase()里面。这其实也就是UVM默认的domain。
  • run_phase+build_phase+....+final_phase是一波
  • 12-run_time_phase是一波,包了一个壳uvm_phase_type=UVM_PHASE_SCHEDULE
  • 将run_phase和12-run_time_phase并行
  • add函数堆积成了一个UVM phase的框架,跟UVM tree一个道理,这里用两个数组m_predecessors[]以及m_successors[]来表示phase之间的位置关系。
  • 如果add的uvm_phase_type == UVM_PHASE_IMP的话,会新实例化一个uvm_phase_type类型的UVM_PHASE_NODE。

1.3 set_domain

如果我们有需求,需要另建一个domain(12-run_time_phase)。set_domain其实就是在run_time_phase/12-run_time_phase(common_domain)的基础上再添加12-run_time_phase跟它们并行。

  • get_common_domain我们前面说过只会在第一次调用的时候才有用,剩下再次调用的时候,会直接返回
  • add_uvm_phase()表示的是12-run_time_phase。
different domain

2. UVM phase的执行


前面说了get_common_domain已经将UVM phase的框架摆好了,那么具体要怎么执行呢?
forever fork join_none以及mailbox共同作用,通过phase.execute_phase来实现了phase的运行

2.1 execute_phase()

uvm_phase_type

execute_phase()的调用者的phase类型包括三类

  • UVM_PHASE_DOMAIN
  • UVM_PHASE_SCHEDULE
  • UVM_PHASE_IMP

从代码功能角度来看可以分为两类:

  • UVM_PHASE_DOMAIN/UVM_PHASE_SCHEDULE
  • UVM_PHASE_IMP
  • 比如:extract_phase的m_predecessors[]就包括run_phase和post_shutdown_phase,这里就保证phase的先后顺序。
  • sync是针对不同domain来说的,在不同domain的12-run_time_phase相互sync的时候才会用到。

2.2 UVM_PHASE_DOMAIN/UVM_PHASE_SCHEDULE call

  • 其实并没有什么本质上的功能

2.3 UVM_PHASE_IMP call

所有的UVM phase的实现,最核心的部分就是这里了。

  • 前面add的时候讲过如果是UVM_PHASE_IMP的时候,就会例化一个m_imp = UVM_PHASE_NODE的uvm_phase.
  • m_imp.traverse()就会遍历整个UVM tree的结构调用对应的phase。
  • 对于task_phase会涉及到objection的机制,伪代码的结构来看,正常情境下,如果没有raise_objection的话,fork...traverse(execute)...join_none就会直通disable_fork。所以要在第一个消耗时间的任务来之前raise_objection。

task_phase:
https://www.cnblogs.com/xuqing125/p/15791973.html
https://www.cnblogs.com/xuqing125/p/15791956.html

  • 本质上是bottomup的结构。
  • uvm_component的phase_started()和phase_ended()的callback函数。是function,不是task。
  • execute()函数是fork...join_none,并行起来的。

uvm_topdown_phase/uvm_bottomup_phase:
https://www.cnblogs.com/xuqing125/p/15791969.html
https://www.cnblogs.com/xuqing125/p/15791959.html


  • function phase是不消耗时间的。
  • 将m_successors[]放入到mailbox里面,结合前面的forever整个phase就动起来了。

3. jump

  • 根据jump(phase)来判断是往前还是往后跳转。
  • execute_phase在处理的时候,会考虑jump的影响。
  • jump会在mailbox里面的phase传入m_jump_phase。

4. 跨domain的sync

我们前面说过set_domain会将12-run_time_phase加入进来跟run_phase并行起来,两个domain的12-run_time_phase相互之间并没有先后关系。那要是有这方面的需求应该怎么做呢?
uvm_phase提供了sync的函数,用于满足这方面的需求。

  • 用一个数据将两者关联起来。
  • 在execute_phase中,通过wait m_sync的状态来实现相互的等待。
  • 这个属于user可见的功能,会在参考读者其他文章看看这个到底是怎么用的。
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