IC验证——UVM学习——验证平台中的组件

UVM验证平台可以看成是由多个模块组合在一起，通过把这些模块放在一起利用接口和DUT连接起来，从而最终实现验证的目的。如图为一个完整的UVM验证平台框图，下图中每一个组件（即UVM中的component）就是一个类。

这些模块不是简单的函数或者过程，而是一个个实实在在的对象文件，这些对象内部会包括一些function或者task等来协作完成整个验证平台的运行

sequence是产生transaction（事务）的组件，属于平台外的，但由于和testbench关系较大，所以一并讨论。

0. sequence组件

事务反生器，即产生transaction。transaction不能算是testbench中的组件，只是各组件间的数据流。

• 基类

1. uvm_sequence_item
   该类可以派生事务级的transaction类，这是使验证平台相互连通的重要组件。
   
   为了使transaction能随机化，需要给每个成员指定为rand。
   
   transaction和driver类是不同的，它是有生命周期的，他在仿真的某一时间产生，经过driver驱动，在经过testbench中的参考模型处理，最终由scoreboard比较完成后，其生命周期结束。
2. uvm_sequence
   产生事务发生器，即派生出sequence，并可以在定义时产生一系列transaction对象（一般来说，一个sequence产生一种类型的transaction）。它不属于验证平台的部分，但是却能给验证平台提供激励。

• task

1. body()
   sequence中最重要的部分就是其中的task: body()，作用是产生和控制transaction。当一个sequence启动之后，会自动执行body中的代码。

• 宏

1. `uvm_do(ptr)
   该宏在UVM中比较常用，作用是：
   （1）创建transaction对象，调用一次即产生一次对象，即产生完整地使平台运行的一个包。
   （2）将其随机化
   （3）最终将其送给sequencer。
   ptr为指针，可通过该指针访问创建的事务对象。driver取走这个transaction后，uvm_do并不会立刻返回执行下一次uvm_do，而是等待在那里，直到driver返回item_done信号。

1. testcase

在testbench中首先需要创建一个测试案例，它用来实例化和配置environment，使env模拟不同的配置环境，执行不同的测试行为；指定测试的sequence

若一个功能点的testcase的env配置完成，则不能改动，若要改动或修复则需重新配置env。

2. environment组件

env组件可以将testbench中所有组件封装在一起，在该类中可以实例化多个agent，reference model，scoreboard等，并将其互连。

注意：一旦该组件定义完成，后续不得轻易对其更改，若更改须重新验证所有的testcase。因此在定义时最好事先配置好interface，使env就有可配置性。

• 基类

1. uvm_env
   可以派生出可以实例化testbench中各组件类的容器类。和driver一样，容器类在仿真中是一直存在的，可以使用uvm_component_utils宏来实现factory的注册

3. agent组件

agent中可以实例化sequencer，driver，monitor等组件，并将这些组件连接起来。

• 模式

1. active
   需要实例化sequencer、driver、monitor，连接sequencer和driver。
   该状态是agent的默认状态，在代码中，is_active是agent内建的变量，默认值为UVM_ACTIVR。
2. passive
   该模式下只有monitor，因此没有驱动DUT的能力，但可以用来捕获DUT的输出信号并转化为transaction。

• 基类

1. uvm_agent

4. sequencer组件

用来启动sequence，并将transaction对象发送给driver。绝大部分功能由UVM实现

• 基类

1. uvm_sequencer(transaction)
   作用：
   （1）sequence在向sequencer发送transaction时，会先发一个请求，sequencer把这个请求放在一个仲裁队列中，并检测仲裁队列里是否有某个sequence发送transaction的请求
   （2）检测driver是否申请transaction

5. driver组件

激励驱动，从sequencer接收transaction对象，并转化为DUT可接收的pin级信号，再按照DUT总线接口协议要求驱动DUT。

• 基类

1. uvm_driver(transaction)

6. monitor组件

driver类负责把transaction级别的数据变成DUT的端口级别，并驱动给DUT；monitor的行为与其相对，用于收集DUT的端口数据，并将其转换为transaction交给后续的组件reference model，scoreboard处理。

monitor要通过TLM_port和其他组件相连。

• 基类

1. uvm_monitor

7. reference model组件

模拟DUT的功能行为，根据输入的激励产生相应的结果，并交给scoreboard。

无直接调用基类，均由uvm_component扩展

8. scoreboard组件

比较reference model和DUT的输出结果是否一致，从而判断DUT的功能是否正确；同时可以将功能覆盖率收集嵌入到该组件中。

• 基类

1. uvm_scoreboard