[SystemVerilog] clocking block

clocking block

• cb input sample 采样受 #（input skew)控制，如果#n step(n>0),采样的是前n个step的postpone区；如果#0,则是在本timestep的observed region进行采样。
• 在active区会判断@(event),如果有**@(edge)这样的事件，就会准备规划后面的cb内变量采样和驱动事件，这里只是一个触发**，并不真正采样或者驱动。如果是#0采样，那么规划在observed区结束时采样，如果#nstep则不会规划在observed区结束时采样。 active区可能有不只一次规划这个事件，如果是其他区域规划了active区有时钟事件，active区就会再次规划observed区的cb.in采样
• observed区如果有时钟事件且#0就先采样此时的值，如果没有时钟事件或者#nstep就不用采样。然后触发cb事件。让后边的区域继续处理。observed区可以被执行多次，如果active区有新的时钟事件，那么observed区就该被规划和执行与该新时钟事件相应的采样和 cb.trigger。
• 同步驱动规划在RE-NBA区，前提是本timestep有触发事件在active区被纪录，在observed区域被触发。
• 至此，如果输出的#（output_skew)为0，又可导致执行回到active区，并在active区触发新的时钟事件，然后按照前边的流程循环执行。如果active区没有了新的时钟事件了，那么在observed就不在执行新的采样。

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在非時鐘沿去做cb賦值的時候，cb只會等到里程沿才會將值給到真正的signal。
在這種植情況下，如出現下面這種情況：
cb.a<=1;
@(cb);
cb.a<=2;
如果cb.a<=1 在沿1與沿2的中間，那么在沿2的時候，a的值將直接變為2

SOLUTION:
cb.a<=1;
@(cb);
if(cb.a!=1)
@(cb);
cb.a<=2

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example1：

clocking cb @(negedge clk);
  input v;
endclocking

always @(cb) $display(cb.v);
always @(negedge clk) $display(cb.v);

1. cb在observed区被触发，然后循环执行@cb，看到的是经过#nstep升级的，或者是#0在本timestep升级的cb.v
2. 该事件如果在#0情况下在active区执行，看到的是旧值；如果#nstep在active区执行，看到的是nstep前的postpone区值，也可叫新值。如果#0在REACTIVE区执行，看到的本timesep升级后的值。等等情况不太确定

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example2：

clocking cb @(posedge clk);
  input v;
endclocking

task tclk();
  $display($time,"  pre-clk");
  @(posedge clk);
  $display($time,"  post-clk");
endtask

task tcb();
  $display($time,"  pre-cb");
  @(cb);
  $display($time,"  post-cb");
endtask

initial begin
  fork
    begin:clk
      @(posedge clk);//active
      tclk();//next active
    end
    begin:cb
      @(posedge clk);//current active
      tcb();//current observed
    end
  join
end

result :

30     pre-clk
30     pre-cb
30     post-cb
40     post-clk

假设当前时刻是30，clock 周期是10，则其中clk 进程的两条语句执行的时间分别在30,40 ;
cb 进程的两条语句执行的时间都为30

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clocking block 写法实例：

clocking bus @(posedge clock1);
  default input #10ns output #2ns;
  input data, ready, enable = top.mem1.enable;
  output negedge ack;
  input #1step addr;
endclocking

对于同一信号，经过cb比没经过cb的晚1T（与input,output无关）。比如说vif.cb.a会比vif.a delay 1T。

在验证环境中，我们通常的做法：
driver中利用cb来drive signals; 比如： vif.cb.a <= 1’b1
连接DUT时却用的是不加cb的信号;比如： .frame_in(vif.a)
monitor中用加cb的信号sample; 比如： txn.a = vif.cb.a
waveform:

                          ___
     vif.a        _______|   |_________(DUT的输入信号)
                              ___
     vif.cb.a   _____________|   |_________（monitor sample的信号）
                         1   2   3

在时钟沿采到的是沿前的值，所以monitor采到的值比DUT的值delay 1T。

上述情况是针对drive DUT input和sample DUT output；当在环境描述signal level behavior时，cb使用状况有差别。

fork 
   forever begin//进程1
    @(posedge line_ck or negedge rst_b);
     cur_vld = (rate_cnt == 0);
   end
 
   forever begin//进程2
      @(posedge line_ck or negedge rst_b);
      if(cur_vld == 1'b1)
        ......
   end
join

上面描述了两个并行进程，进程1 drive cur_vld ,进程2 sample cur_vld.
上面这种写法会产生竞争冒险，因为在同一时间既drive又sample.
此时我们想到了clocking block，它可以规避这件事。

interface vif;
      parameter setup_time = 0.05;
      parameter hold_time = 0.05;
     logic cur_vld;
     clocking line_cb @(posedge line_ck );
           default input #setup_time output #hold_time;
           inout cur_vld;
     endclocking   
endinterface


fork 
   forever begin//进程1
    @(line_cb or negedge rst_b);
     vif.line_cb.cur_vld <= (rate_cnt == 0);//驱动时加cb
   end
 
   forever begin//进程2
      @(line_cb or negedge rst_b);
      if(vif.line_cb.cur_vld === 1'b1) //采样时加cb
        ......
   end
join

上面的写法可看出: 当自己驱动自己采样时 drive signals 时用cb, sample时也用cb.

                            __
 vif.cur_vld        _______|  |_________(DUT的输入信号)
                               __
 vif.cb.cur_vld  _____________|  |_________（monitor sample的信号）
                           1  2  3

采样时加不加cb都会在位置2处采到,debug看waveform时看不加cb的信号即可。前提是格式要统一，不要混用 ，即

forever begin//进程2
      @(line_cb or negedge rst_b);//等cb
      if(vif.line_cb.cur_vld === 1'b1) //采样时加cb
        ......
   end

forever begin//进程2
      @(posedge line_ck or negedge rst_b);//等posedge clk
      if(vif.cur_vld === 1'b1) //采样时不加cb
        ......
   end

Created with Raphaël 2.2.0 开始 preponed active inactive NBA observed reactive postponed next timeslot？ 结束 yes no