UVM中的虛擬序列：為什么，如何？

大多數(shù)UVM測(cè)試平臺(tái)由可重復(fù)使用的驗(yàn)證組件組成，除非我們正在對(duì)像MIPI-CSI這樣的簡(jiǎn)單協(xié)議進(jìn)行塊級(jí)驗(yàn)證?？紤]驗(yàn)證簡(jiǎn)單協(xié)議的場(chǎng)景;在這種情況下，我們可以忍受只有一個(gè)音序器將刺激發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器。頂級(jí)測(cè)試將使用此序列器來(lái)處理序列（如上一篇博客文章中所述）。在這里，我們可能不需要虛擬序列（或虛擬序列器）。

但是，當(dāng)我們嘗試將此IP集成到我們的SOC（或頂級(jí)塊）中時(shí)，我們肯定要考慮重用用于驗(yàn)證這些塊的測(cè)試平臺(tái)組件。讓我們考慮一個(gè)簡(jiǎn)單的案例，其中我們正在集成兩個(gè)這樣的塊：兩個(gè)音序器驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)塊。從頂級(jí)測(cè)試來(lái)看，我們需要一種方法來(lái)控制這兩個(gè)音序器。

這可以通過(guò)使用虛擬序列器和虛擬序列來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一種方法是通過(guò)將序列器傳遞給啟動(dòng)方法，從頂級(jí)測(cè)試顯式調(diào)用序列的啟動(dòng)方法。

我將通過(guò)一個(gè)例子來(lái)解釋這種用法，其中 USB 主機(jī)集成在 AXI 環(huán)境中。讓我們看看如何從頂級(jí)測(cè)試中控制USB音序器和AXI音序器。對(duì)于此特定測(cè)試，我想配置 AXI 寄存器，然后發(fā)送 USB 傳輸。對(duì)于配置 AXI 寄存器，我使用序列說(shuō)axi_cfg_reg_sequence，對(duì)于發(fā)送 USB 傳輸，我使用我在上一篇博客文章中使用的序列 （usb_complex_sequence）。下面是一個(gè)示例，其中在不使用虛擬序列的情況下控制多個(gè)序列器。

//Top-level test where multiple sequencers are controlled from the
//phase method.
class axi_cfg_usb_bulk_test extends uvm_test;
  `uvm_component_utils(usb_ltssm_bulk_test)

  //Sequences which needs to be exercised
  usb_reset_sequence u_reset_seq;
  axi_reset_sequence a_reset_seq;
  usb_complex_sequence u_bulk_seq;
  axi_cfg_reg_sequence a_cfg_reg_seq;

  function new (strint name=”axi_cfg_usb_bulk_test”,
                uvm_component parent=null);
    …
  endfunction: new

  //Call the reset sequences in the reset_phase
  virtual task reset_phase (uvm_phase phase);
    phase.raise_objections(this);
    …
    //Executing sequences by calling the start method directly by passing the
    //corresponding sequencer
    a_reset_seq.start(env.axi_master_agent_obj.sequencer);
    u_reset_seq.start(env.usb_host_agent_obj.sequencer);
    …
    phase.drop_objections(this);
  endtask:reset_phase

  virtual task main_phase (uvm_phase phase);
    phase.raise_objections(this);
    …
    //Executing sequences by calling the start method directly by passing the
    //corresponding sequencer
    a_cfg_reg_seq.start(env.axi_master_agent_obj.sequencer);
    u_bulk_seq.start(env.usb_host_agent_obj.sequencer);
    …
    phase.drop_objections(this);
  endtask:main_phase
endclass: axi_cfg_usb_bulk_test

這不是控制序列器的最有效方法，因?yàn)槲覀冎苯釉跍y(cè)試中使用簡(jiǎn)單的序列并使其變得復(fù)雜。通過(guò)這樣做，我們無(wú)法進(jìn)一步重用這些復(fù)雜的場(chǎng)景來(lái)開(kāi)發(fā)更復(fù)雜的場(chǎng)景。相反，如果我們嘗試創(chuàng)建一個(gè)序列并在測(cè)試中使用該序列，那么我們也可以在其他測(cè)試（或序列）中重用這些序列。此外，與在頂級(jí)測(cè)試中創(chuàng)建整個(gè)方案相比，維護(hù)和調(diào)試這些序列將更容易。

在理解了為什么我們需要虛擬序列和虛擬序列器之后，讓我們看看如何通過(guò)上面顯示的相同示例來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

我們需要做的第一件事是創(chuàng)建一個(gè)虛擬序列器。請(qǐng)注意，虛擬序列只能與虛擬序列器關(guān)聯(lián)（但不能與非虛擬序列器關(guān)聯(lián)）。虛擬排序器也像任何其他非虛擬排序器一樣派生自u(píng)vm_sequencer，但不附加到任何驅(qū)動(dòng)程序。虛擬音序器引用了我們嘗試控制的音序器。這些引用從頂部環(huán)境分配給非虛擬序列器。

//Virtual sequencer having references to non-virtual sequencers
Class system_virtual_sequencer extends uvm_sequencer;
  //References to non-virtual sequencer
  usb_sequencer usb_seqr;
  axi_sequencer axi_seqr;

  function new (string name=”usb_ltssm_bulk_test”,
                uvm_component parent=null);
    …
  endfunction: new

  `uvm_component_utils(system_virtual_sequencer)

endclass: system_virtual_sequencer

//Top level environment, where virtual sequencer’s references
//are connected to non-virtual sequencers
class system_env extends uvm_env;
  //Agents where the non-virtual sequencers are present
  usb_host_agent usb_host_agent_obj;
  axi_master_agent axi_master_agent_obj;
  //Virtual sequencer
  system_virtual_sequencer sys_vir_seqr;

  `uvm_component_utils(system_env)

  function new (string name=”system_env”, uvm_component parent=null);
   …
  endfunction: new

  function void connect_phase(uvm_phase phase);
    //Assigning the virtual sequencer’s references to non-virtual sequencers
    sys_vir_seqr.usb_seqr = usb_host_agent_obj.sequencer;
    sys_vir_seqr.axi_seqr = axi_master_agent_obj.sequencer;
  endfunction: connect_phase

endclass: system_virtual_sequencer

現(xiàn)在我們有虛擬序列器，其中包含對(duì)非虛擬序列器的引用，我們想要控制這些序列，讓我們看看如何使用虛擬序列控制這些非虛擬序列器。

虛擬序列與任何其他序列相同，但與非虛擬序列不同，它與虛擬序列器相關(guān)聯(lián)，因此它需要指示它必須使用哪個(gè)非虛擬序列來(lái)執(zhí)行基礎(chǔ)序列。另請(qǐng)注意，虛擬序列只能執(zhí)行序列或其他虛擬序列，而不能執(zhí)行項(xiàng)目。使用“uvm_do_on/”uvm_do_on_with執(zhí)行非虛擬序列，使用“uvm_do/”uvm_do_with執(zhí)行其他虛擬序列。

//virtual sequence for reset operation
class axi_usb_reset_virtual_sequence extends uvm_sequence;

  `uvm_object_utils(axi_usb_reset_virtual_sequence)

  //non-virtual reset sequences
  usb_reset_sequence u_reset_seq;
  axi_reset_sequence a_reset_seq;

  function new (string name=” axi_usb_reset_virtual_sequence”,
                uvm_component parent=null);
    …
  endfunction: new

  …

  task body();
    …
    //executingnon-virtual sequence on the corresponding
    //non-virtual sequencer using `uvm_do_on
    `uvm_do_on(a_reset_seq, p_sequencer.axi_seqr)
    a_reset_seq.get_response();
    `uvm_do_on(u_reset_seq, p_sequencer.usb_seqr)
    u_reset_seq.get_response();
  endtask: body

endclass: axi_usb_reset_virtual_sequence

//virtual sequence for doing axi register configuration
//followed by USB transfer
class axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence extends uvm_sequence;

  `uvm_object_utils(axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence)
  `uvm_declare_p_sequencer(system_virtual_sequencer)

  //Re-using the non-virtual sequences
  usb_complex_sequence u_bulk_seq;
  axi_cfg_reg_sequence a_cfg_reg_seq;

  function new (string name=” axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence”,
                uvm_component parent=null);
    …
  endfunction: new

  task body();
    …
    //executingnon-virtual sequence on the corresponding
    //non-virtual sequencer using `uvm_do_on
    `uvm_do_on(a_cfg_reg_seq, p_sequencer.axi_seqr)
    a_cfg_req_seq.get_response();
    `uvm_do_on(u_bulk_seq, p_sequencer.usb_seqr)
    u_bulk_seq.get_response();
  endtask: body

endclass: axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence

在上面的虛擬序列中，我們執(zhí)行axi_cfg_reg_sequence然后執(zhí)行usb_complex_sequence?，F(xiàn)在虛擬序列和虛擬序列器已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，讓我們看看如何從頂級(jí)測(cè)試中執(zhí)行此虛擬序列。

//virtual sequence for reset operation
class axi_usb_reset_virtual_sequence extends uvm_sequence;

  `uvm_object_utils(axi_usb_reset_virtual_sequence)

  //non-virtual reset sequences
  usb_reset_sequence u_reset_seq;
  axi_reset_sequence a_reset_seq;

  function new (string name=” axi_usb_reset_virtual_sequence”,
                uvm_component parent=null);
    …
  endfunction: new

  …

  task body();
    …
    //executingnon-virtual sequence on the corresponding
    //non-virtual sequencer using `uvm_do_on
    `uvm_do_on(a_reset_seq, p_sequencer.axi_seqr)
    a_reset_seq.get_response();
    `uvm_do_on(u_reset_seq, p_sequencer.usb_seqr)
    u_reset_seq.get_response();
  endtask: body

endclass: axi_usb_reset_virtual_sequence

//virtual sequence for doing axi register configuration
//followed by USB transfer
class axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence extends uvm_sequence;

  `uvm_object_utils(axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence)
  `uvm_declare_p_sequencer(system_virtual_sequencer)

  //Re-using the non-virtual sequences
  usb_complex_sequence u_bulk_seq;
  axi_cfg_reg_sequence a_cfg_reg_seq;

  function new (string name=” axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence”,
                uvm_component parent=null);
    …
  endfunction: new

  task body();
    …
    //executingnon-virtual sequence on the corresponding
    //non-virtual sequencer using `uvm_do_on
    `uvm_do_on(a_cfg_reg_seq, p_sequencer.axi_seqr)
    a_cfg_req_seq.get_response();
    `uvm_do_on(u_bulk_seq, p_sequencer.usb_seqr)
    u_bulk_seq.get_response();
  endtask: body

endclass: axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence

到目前為止，我們了解為什么以及如何使用虛擬序列。在使用虛擬序列和虛擬序列器時(shí)，我們還應(yīng)該記住一些事情，以節(jié)省大量的調(diào)試時(shí)間。

1. 在配置序列中的變量（使用虛擬序列執(zhí)行）時(shí)，我們必須使用通過(guò)虛擬序列的路徑。在上面的示例中，使用非虛擬序列器路徑在較低級(jí)別的序列中設(shè)置變量將不起作用。

uvm_config_db#（int unsigned）：：set（this，“env.usb_host_agent_obj.sequencer.u_bulk_sequence”，“sequence_length”，10）;

即使u_bulk_sequence在 usb_host_agent_obj.sequencer 上運(yùn)行，這也不起作用，因?yàn)榇诵蛄惺怯商摂M序列創(chuàng)建的，因此分層路徑應(yīng)來(lái)自虛擬序列，但不使用非虛擬序列器。因此，設(shè)置變量的正確方法是使用虛擬序列路徑。

uvm_config_db#（int unsigned）：：set（this，“env.sys_vir_seqr.axi_cfg_usb_bulk_virtual_sequence.u_bulk_sequence”，“sequence_length”，10）;

對(duì)于工廠覆蓋也是如此。例如，由于上述原因相同，下面的工廠覆蓋將不起作用。

set_inst_override_by_type（“env.usb_host_agent_obj.*”，usb_transfer_item：：get_type（）， cust_usb_transfer_item：：get_type（））;

在上面的示例中，我們嘗試使用頂級(jí)測(cè)試中的新派生類型更改基礎(chǔ)序列項(xiàng)。為此，我們需要使用虛擬序列器路徑。

set_inst_override_by_type（“env.sys_vir_seqr.*”，usb_transfer_item：：get_type（）， cust_usb_transfer_item：：get_type（））;

經(jīng)驗(yàn)法則是：
? 如果序列是由虛擬序列直接或間接創(chuàng)建的，則工廠覆蓋或配置中的任何分層路徑都應(yīng)使用虛擬序列器的分層路徑。
? 如果序列是由非虛擬序列創(chuàng)建的，則工廠覆蓋或配置中的任何分層路徑都應(yīng)使用非虛擬序列器的分層路徑。

2. 即使我們有虛擬序列器來(lái)控制多個(gè)序列器，在某些測(cè)試中，我們可能只需要一個(gè)序列器（例如單獨(dú)的 USB 序列器）。在這種情況下，我們必須直接使用非虛擬序列器的分層路徑（而不是虛擬序列器的引用路徑）來(lái)配置變量或工廠覆蓋。使用虛擬序列器的引用路徑將不起作用，因?yàn)榉翘摂M序列器的層次結(jié)構(gòu)不正確。

uvm_config_db#（uvm_object_wrapper）：：set（this， “env.sys_vir_seqr.usb_seqr.main_phase”， “default_sequence”， usb_complex_sequence：：type_id：：get（））;

上述配置將不起作用，因?yàn)榉翘摂M序列器 （usb_seqr/usb_host_agent_obj.sequencer） 實(shí)際上是在代理中創(chuàng)建的，因此此排序器的父級(jí)是代理，而不是虛擬序列器，盡管引用在虛擬序列器中。因此，在嘗試在實(shí)際序列器中設(shè)置變量時(shí)，我們不應(yīng)使用虛擬序列器路徑，而是必須使用通過(guò)代理的分層路徑（序列器的實(shí)際父級(jí)）。

uvm_config_db#（uvm_object_wrapper）：：set（this， “env.usb_host_agent_obj.sequencer.main_phase”， “default_sequence”， usb_complex_sequence：：type_id：：get（））;

3. 每當(dāng)我們使用虛擬音序器并希望從虛擬音序器控制非虛擬音序器時(shí)，請(qǐng)確保將所有實(shí)際音序器中的default_sequence設(shè)置為 null。

uvm_config_db#（uvm_object_wrapper）：：set（this， “env.usb_host_agent_obj.sequencer.main_phase”， “default_sequence”， null）;
uvm_config_db#（uvm_object_wrapper）：：set（this， “env.axi_master_agent_obj.sequencer.main_phase”， “default_sequence”， null）;

這很重要，因?yàn)槿绻腥魏蝑efault_sequence集，那么我們的非虛擬序列器將同時(shí)運(yùn)行虛擬序列中的default_sequence和序列。要僅從虛擬序列器控制非虛擬序列器，我們需要將非虛擬序列器的default_sequence設(shè)置為 null。

我希望您發(fā)現(xiàn)這篇文章有助于理解虛擬序列并通過(guò)概述的指南節(jié)省調(diào)試時(shí)間。我相信在使用虛擬序列時(shí)會(huì)還有其他準(zhǔn)則，我們學(xué)習(xí)調(diào)試復(fù)雜環(huán)境的更難的方法;請(qǐng)與我分享任何此類準(zhǔn)則。

審核編輯：郭婷