在UVM中更輕松地進(jìn)行內(nèi)存管理

典型的SOC由多個(gè)接口組成，這些接口可以訪問設(shè)計(jì)中的存儲(chǔ)器。當(dāng)我們驗(yàn)證這樣的設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要確保各種接口訪問的內(nèi)存不重疊，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)完整性損失。

在使用涉及多個(gè)接口的基于 System Verilog 的驗(yàn)證環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，我們需要對激勵(lì)提供簡潔的約束，以確保這些訪問不會(huì)重疊并導(dǎo)致數(shù)據(jù)完整性丟失。

驗(yàn)證工程師通常不得不花費(fèi)大量時(shí)間來調(diào)試應(yīng)用的約束，這種形式的約束導(dǎo)致激勵(lì)約束不足，這是一條非常危險(xiǎn)的路徑。

隨著基于 UVM 的單例內(nèi)存管理器的引入，隨著 UVM 提供的內(nèi)存管理類的可用性，此任務(wù)變得更加易于實(shí)現(xiàn)。但是，這些新的驗(yàn)證組件仍然不是專門為開發(fā)涉及多個(gè)主站的環(huán)境而設(shè)計(jì)的。我們在這里開發(fā)的“簡易內(nèi)存管理器”最大限度地利用了現(xiàn)有的UVM方法，并且還提供了多個(gè)主服務(wù)器之間更輕松的內(nèi)存訪問。

什么是 UVM 內(nèi)存管理器？

關(guān)于uvm_mem_mam類的可用資源非常稀缺，因此如果讀者對其功能沒有太多了解，這是可以理解的。在繼續(xù)討論內(nèi)存管理器提供的功能之前，我們想簡要介紹一下默認(rèn) UVM 內(nèi)存管理器的功能。

在 UVM 中，有四個(gè)類與內(nèi)存管理相關(guān)聯(lián)。它們在下面提到 -

uvm_mem_mam_cfg– 它允許我們選擇要由管理器管理的字節(jié)數(shù)以及開始和結(jié)束偏移量。

uvm_mem_mgr– 它由希望分配內(nèi)存的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)實(shí)體啟動(dòng)。

uvm_mem_alloc_policy– 它還可用于控制管理器的開始和結(jié)束偏移量，并根據(jù)我們的要求約束這些變量。

uvm_mem_region– 這些表示內(nèi)存管理器要分配的區(qū)域。這些區(qū)域包含開始偏移量和管理器要分配的字節(jié)數(shù)。

現(xiàn)在我們已經(jīng)簡要了解了默認(rèn)內(nèi)存管理器的操作以及與 UVM 中的內(nèi)存管理關(guān)聯(lián)的類，讓我們看看我們在內(nèi)存管理器中的這個(gè)現(xiàn)有功能上添加了什么。

支持的功能

“簡易內(nèi)存管理器”支持以下一組功能，可以在各種項(xiàng)目中重用：

整個(gè)內(nèi)存分為內(nèi)存、主內(nèi)存和分配的區(qū)域，支持這三個(gè)維度上的區(qū)域分配和釋放。

將記憶劃分為虛擬區(qū)域。

區(qū)域的運(yùn)行時(shí)分配和釋放。

多個(gè)主節(jié)點(diǎn)的非重疊分配。

通過提供要分配的區(qū)域的物理地址和字節(jié)數(shù)來分配區(qū)域。

可以保留內(nèi)存塊，以便任何主節(jié)點(diǎn)都無法訪問它。

提供有關(guān)已分配區(qū)域的詳細(xì)信息的調(diào)試機(jī)制。

根據(jù).xls文件中的輸入創(chuàng)建記憶。

頂部寄存器塊和管理器可通過腳本進(jìn)行配置。

即插即用，因此可以直接在任何現(xiàn)有的UVM環(huán)境中使用。

建筑

本節(jié)描述了內(nèi)存管理器的結(jié)構(gòu)以及將介紹“簡易內(nèi)存管理器”的環(huán)境。管理器由頂部uvm_reg_block 組成，其中包含單個(gè)存儲(chǔ)器（例如 – Flash、JTAG、SRAM 等）。單個(gè)存儲(chǔ)器是根據(jù).xls文件中提供的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。各個(gè)內(nèi)存類配置可根據(jù)項(xiàng)目要求完全定制。以類似的方式，我們可以通過腳本的命令行選項(xiàng)配置頂部內(nèi)存。管理器是單例，因此不會(huì)有數(shù)據(jù)重復(fù)。

圖1使用簡易內(nèi)存管理器的環(huán)境

圖2使用 Easy 內(nèi)存管理器分配和釋放內(nèi)存區(qū)域

表1管理器內(nèi)的方法列表

在這里，我們展示了如何在多主場景中使用“簡易內(nèi)存管理器”的場景。存儲(chǔ)器由兩個(gè)主站訪問，一個(gè)是SPI主機(jī)，另一個(gè)是以太網(wǎng)主機(jī)，它們正在執(zhí)行自己的測試序列。在該示例中，您可以觀察到主節(jié)點(diǎn)在訪問內(nèi)存時(shí)提供的唯一編號如何使用戶更易于控制測試用例中的區(qū)域處理。此外，用戶不需要知道RAL模型中內(nèi)存的結(jié)構(gòu)。他可以簡單地提供實(shí)際地址，經(jīng)理足夠聰明，可以根據(jù)地址保留區(qū)域。

圖3預(yù)留/釋放區(qū)域時(shí)主節(jié)點(diǎn)與管理器的交互

最初，整個(gè)內(nèi)存范圍都可用，SPI主站請求兩個(gè)區(qū)域，以便它可以在這些區(qū)域上啟動(dòng)其序列。

同樣，以太網(wǎng)主站也請求了三個(gè)區(qū)域。以太網(wǎng)主站和SPI主站區(qū)域?qū)⑼ㄟ^主站編號進(jìn)行區(qū)分，主站編號在分配時(shí)由主站作為參數(shù)傳遞。

SPI 主站已完成其序列，并通過在調(diào)用釋放函數(shù)時(shí)指定其唯一主站編號來釋放它分配的兩個(gè)區(qū)域。

以太網(wǎng)主站現(xiàn)在希望訪問先前分配給SPI主站的區(qū)域。因此，它將通過指定物理地址來請求這些區(qū)域。

以太網(wǎng)序列已完成，它將釋放它請求的區(qū)域。

整合步驟

圖4 集成步驟

向XLS提供輸入–以適當(dāng)?shù)母袷綄?shù)據(jù)寫入.xls文件以創(chuàng)建單個(gè)內(nèi)存。

通過腳本生成內(nèi)存和reg_block – 使用適當(dāng)?shù)拿钚羞x項(xiàng)運(yùn)行腳本。如果未提供命令行選項(xiàng)，則使用默認(rèn)選項(xiàng)。

在環(huán)境中獲取經(jīng)理的實(shí)例 –內(nèi)存和管理器將根據(jù).xls文件和命令行選項(xiàng)中提供的數(shù)據(jù)創(chuàng)建。在要訪問管理器的組件中創(chuàng)建管理器的對象實(shí)例。

獲取管理器的句柄 – 管理器的實(shí)例需要獲取管理器的句柄，因?yàn)樗菃卫?。管理器由返回單一?shí)例句柄的方法組成。

通過句柄訪問方法可以使用管理器的句柄訪問管理器的方法。

“簡易內(nèi)存管理器”本質(zhì)上是通用的，可用于任何現(xiàn)有的基于UVM的驗(yàn)證環(huán)境。管理器包易于配置，可以擴(kuò)展到任何特定于項(xiàng)目的環(huán)境中，而無需對內(nèi)部代碼進(jìn)行任何更改。

在eInfochips，我們已經(jīng)在系統(tǒng)，子系統(tǒng)和IP級環(huán)境中使用了這種內(nèi)存管理器，并取得了預(yù)期的結(jié)果。我們已經(jīng)使用QuestaSim和NCSim模擬器驗(yàn)證了此組件。

審核編輯：郭婷