UVM（六）：验证环境的组成：UVM组件家族——uvm_component

1.概述

        UVM的组建类（uvm_component）是验证环境的骨架，用于验证环境的结构的创建。主要包括uvm_driver、uvm_monitor、uvm_sequencer、uvm_agent、uvm_scoreboard、uvm_env、uvm_test等。

        在对组件类进行工厂机制的注册时，需使用宏`uvm_component_utils()。而对于组件的构建函数，其固定形式为：

function new(string name, uvm_component parent);

其中，string name 用来声明当前例化的组件的名称，用来自动和它所在的父一级层次组合为组件的整个层次名称，可以通过get_full_name()方法获取；uvm_component parent 用来指示所例化的父一级句柄，通常用“this”替代，即例化在当前的父一级组件中。

        注意与uvm_object类的构建函数new (string name)进行区分：由于uvm_object并不参与验证环境的层次构建，因此它只有一个形参name。

2.各组件的作用

2.1 uvm_driver

        driver，即驱动。该类会从uvm_sequencer类中获取事务（transaction），经过转化进而在接口（interface）中对DUT进行时序激励。

        任何继承于uvm_driver的类都需要注意的是：该类是参数化的类，因此在定义时需要声明参数的类型。uvm_driver类的定义如下：

class uvm_driver #(type REQ = uvm_sequence_item, type RSP = REQ) extends uvm_component;

可以看出，默认的参数类型是uvm_sequence_item类的句柄，所以在声明时要注意传入子类句柄，否则会造成无法访问子类成员变量。

        driver类与sequencer类之间的通信就是为了获取新的transaction，而这一操作是通过其上的TLM端口的pull的方式，从sequencer一侧get到的。

2.2 uvm_monitor

        monitor，即监控器。该类是为了监测接口数据。任何需要用户自定义数据监测行为的monitor都应当继承于该类。

        uvm_monitor组件类通常执行的功能包括：

（1）观测DUT的接口，并且收集总线信息；

（2）永远保持PASSIVE模式：即永远不会驱动DUT；

（3）在总线协议或者内部信号协议的观察时，可以做一些功能和时序的检查；

（4）对于更复杂的检查要求，它们可以将数据发送至其它验证组件，如scoreboard、reference model等。

2.3 uvm_sequencer

        sequencer，即测序器。该组件就如同一根管道。从这个管道中会产生连续的激励事务，并最终通过TLM端口送至driver一侧。它也是一个参数类。

        sequencer既管理着sequence，同时也将sequence中产生的transaction item传送到driver的一侧。

2.4 uvm_agent

        agent，即代理。该组件是一个容器类，是一个标准的验证环境“单元”，里面通常包含一个driver、一个monitor以及一个sequencer。

        有时为了复用，uvm_agent中只需要包含一个monitor，而不需要driver和sequencer。此时可以通过设置变量 is_active 来进行有条件的例化：

uvm_active_passive_enum is_active = UVM_ACTIVE;

当is_active的值为 UVM_ACTIVE 时，表示处于active模式的agent需要例化driver、sequencer和monitor。如果值为 UVM_PASSIVE，则表示agent是passive模式，只可以例化monitor。即：active模式的agent既能激励DUT，也可以监测它；passive模式则只有监测功能。

2.5 uvm_scoreboard

        scoreboard，即记分板。该组件用于进行数据的比对报告：对来自monitor的数据和来自reference_model的数据进行比对，看结果是否一致。通常会在scoreboard中声明TLM端口以供monitor传输数据。

2.6 uvm_env

        env，即环境。该组件是一个结构化的容器，它可以容纳其它组件，也可以作为子环境在更高层次中被嵌入。其中例化了多个uvm_agent和其它组件，这些不同组件共同构成一个完整的验证环境。

2.7 uvm_test

        uvm_test为用户自定义类的顶层结构，是验证环境建立的唯一入口。只有通过uvm_test才能正常运转UVM的phase机制，进而控制整个验证平台的有序运行。它不但决定着验证环境的结构和连接关系，也决定着使用哪一个测试序列。所有的test类都应该继承于uvm_test，否则将无法启动test的运行。