利用VMM建立基于事务的层次化验证平台

文章摘要：为了充分利用SystemVerilog语言面向对象编程的优点，上述验证组件都用类(class)来实现，以提高可重用性，整个验证平台具有统一的框架，结构也变得清晰,更容易维护。2.2 提高验证生产率的机制 VMM方法学通过 4个不同的机制提高了项目验证的生产率。这四个机制为别为 :断言、抽象化、自动化和重用。断言是检查待测设计中信号行为是否正确的观察器，它是用描述性语言来实现的。通过在设计模块内部与其对外接口的关键位置上设置功能检查，不需要编写独立的测试代码，便能从测试平台的外观察到这些关键监视点所发生的情况，可以有效地提高观察和定位设计错误的能力。传统的总线功能模型使的我们很难添加或结合新的协

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　　为了充分利用SystemVerilog语言面向对象编程的优点，上述验证组件都用类(class)来实现，以提高可重用性，整个验证平台具有统一的框架，结构也变得清晰,更容易维护。

　　2.2 提高验证生产率的机制 VMM方法学通过 4个不同的机制提高了项目验证的生产率。这四个机制为别为 :断言、抽象化、自动化和重用。

　　断言是检查待测设计中信号行为是否正确的观察器，它是用描述性语言来实现的。通过在设计模块内部与其对外接口的关键位置上设置功能检查，不需要编写独立的测试代码，便能从测试平台的外观察到这些关键监视点所发生的情况，可以有效地提高观察和定位设计错误的能力。

　　传统的总线功能模型使的我们很难添加或结合新的协议层，而事务处理器的层次化形成了递归层次的抽象化，通过事务处理器的层次化来突破总线功能模型的限制。

　　在验证中, 需要产生激励来驱动设计。在时间有限的仿真过程中, 定向测试只能验证芯片的典型行为 , 而不能验证所有可能的行为, 这是定向测试的主要缺陷。而随机化激励可以仅用几行代码就能产生大量的激励数据 , 通过为设计提供随机激励信号来扩大验证的测试空间。当随机激励源不能生成所需的激励信号时，或者所需的激励不能用无侧重的随机信号源来产生时，验证者可以对随机化过程施加约束，让它生成的随机化的激励更多地落在我们感兴趣的区域或者边界内, 可更快地达到功能覆盖率的要求。

　　VMM对验证环境的层次进行了明确的定义，反映了设计所处理数据不同的抽象层次，每一层建立在其他层之上又具有一定的独立性，即使改变某一层的功能也不会影响其他层的重用，这样就大大提高了验证的重用性，可有效减少要编写的测试案例的复杂度，验证环境无须修改即可被尽可能多的测试案例重用，避免了重复编写功能相同的模块。

　　3 应用实例

　　下面通过一个例子来介绍如何用 VMM建立基于事务的层次化验证平台，待测模块 DUT为一个 FIFO。验证平台的顶层结构如图 2所示：

　　由于设计较为简单，因此这里未实现场景层的功能模块。上图中各个验证组件都是用类实现的。下面自上而下介绍各个验证组件的功能与实现。

　　(1) 事务定义 fifo_tr

　　事务 fifo_tr继承自 VMM的基类 vmm_data，因此也继承了 vmm_data定义的一些方法，如 copy(), compare()等。fifo_tr包括两个成员变量 kind和 data，前者定义事务的类型是读还是写，后者定义读写的数据。

　　(2) 事务通道 fifo_chan

　　fifo_chan由 VMM定义的宏 `vmm_channel()产生，用来在事务级验证组件之间传输特定的事务。与 SystemVerilog定义的 mailbox结构相比，通道是强类型的，即每种通道只能传输特定的事务，避免了错误情况的发生。

　　(3) 接口 fifo_if

　　fifo_if是驱动器与 FIFO之间的通信接口，它封装了 FIFO的 Pin，属于信号层，驱动器通过接口来将激励输入给 DUT。

　　(4) 发生器 fifo_gen

　　fifo_gen继承自 VMM的基类 vmm_xactor，它的核心是一个无限循环，用来产生随机的事务，如读事务或写事务，并将该事务通过通道传输给驱动器 fifo_drv.

　　(5) 驱动器 fifo_drv

　　fifo_drv继承自 VMM的基类 vmm_xactor，它的功能是接收来自上层发生器 fifo_gen的事务 fifo_xactn，通过分析将其转化为信号级的信号，作为激励输入给待测设计 FIFO，它的构造器包含两个重要的参数，一个是输入通道，用来与发生器通信，另一个是输出接口，用来与 FIFO通信。

　　(6) 监视器 fifo_mon

　　fifo_mon继承自 VMM的基类 vmm_xactor，它的功能是监视 FIFO的信号变化，将设计的实际响应传递给检查器 fifo_chk.与驱动器类似，它的构造器也包含两个重要的参数，一个是输入接口，用来与 FIFO相连，监视接口信号的变化，另一个是事务级通道，用来与检查器通信。

　　(7) 检查器 fifo_chk

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