第三章 UVM基础
uvm_component与uvm_object
uvm_component 派生自uvm_object
常见的派生自uvm_object 的类
基本上除了uvm_component 之外，其他的类本质上都是uvm_object 。
常见的派生自uvm_component 的类
之前提过了，uvm_driver，monitor（理论上要从uvm_monitor派生，但是直接从component派生也是可以的）
uvm_sequencer sequencer的功能就是组织管理sequence。
uvm_scoreboard 比较reference model和monitor分别发送来的数据，判断DUT是否正确工作。
reference model 模仿DUT。
uvm_agent 就是把driver和monitor封装在一起。
uvm_test 测试用例都要实例化env
与uvm_object相关的宏
uvm_object_utils：它用于把一个直接或间接派生自uvm_object的类注册到factory中。
uvm_object_param_utils：它用于把一个直接或间接派生自uvm_object的参数化的类注册到factory中。所谓参数化的类，是指类似于如下的类：
class A#(int WIDTH=32) extends uvm_object;uvm_object_utils_begin ：当需要使用field_automation机制时，需要使用此宏。
uvm_object_param_utils_begin ：参数化的类。
uvm_object_utils_end ：与begin成对出现，作为factory注册结束的标志。
与uvm_component相关的宏
uvm_component_utils ：它用于把一个直接或间接派生自uvm_component的类注册到factory中。
uvm_component_param_utils ：它用于把一个直接或间接派生自uvm_component的参数化的类注册到factory中。
uvm_component_utils_begin ：它用于同时需要使用factory机制和field_automation机制注册的类。
uvm_component_param_utils_begin ：参数化的，并且其中某些成员变量要使用field_automation 机制。
uvm_component_utils_end ：与uvm_component_*_begin成对出现，作为factory注册结束的标志。
uvm_component的限制
uvm_component是从uvm_object派生来的。从理论上来说，uvm_component应该具有uvm_object的所有的行为特征。但是，由于uvm_component是作为UVM树的结点存在的，这一特性使得它失去了uvm_object的某些特征。
在uvm_object中有clone函数，它用于分配一块内存空间，并把另一个实例复制到这块新的内存空间中。clone函数的使用方式如下：
上述的clone函数无法用于uvm_component中，因为一旦使用后，新clone出来的类，其parent参数无法指定。
但是可以使用new+copy。
uvm_component的另外一个限制是，位于同一个父结点下的不同的component，在实例化时不能使用相同的名字。如下的方式中都使用名字“a1”是会出错的：
class A extends uvm_component;
…
endclass
class my_env extends uvm_env;
virtual function void build_phase(uvm_phase phase);
A a1;
A a2;
a1 = new("a1", this);
a2 = new("a1", this);
endfunction
endclassuvm_component与uvm_object的二元结构
简单来说，即要有高级生命体，也要有分子这样的结构存在。
UVM的树形结构
uvm_component中的parent参数
在其他类别中实例化时，需要有一个m_children数组记录这个parent的孩子都是谁。
UVM树的根
UVM中真正的树根是一个称为uvm_top的东西。
uvm_top是一个全局变量，它是uvm_root的一个实例（而且也是唯一的一个实例 [1]，它的实现方式非常巧妙），而uvm_root 派生自uvm_component，所以uvm_top本质上是一个uvm_component，它是树的根。uvm_test_top的parent是uvm_top，而uvm_top的 parent则是null。UVM为什么不以uvm_test派生出来的测试用例（即uvm_test_top）作为树根，而是搞了这么一个奇怪的东西作为树根呢？
如果一个component在实例化时，其parent被设置为null，那么这个component的parent将会被系统设置为系统中唯一的uvm_root的实例uvm_top，如图3-3所示。
可见，uvm_root的存在可以保证整个验证平台中只有一棵树，所有结点都是uvm_top的子结点。
层次结构相关函数
UVM提供了一系列的接口函数用于访问UVM树中的结点。这其中最主要的是以下几个：
get_parent函数，用于得到当前实例的parent，其函数原型为：
来源：UVM
源代码
extern virtual function uvm_component get_parent ();相对的就是get_child：
来源：UVM
源代码
extern function uvm_component get_child (string name);与get_parent不同的是，get_child需要一个string类型的参数name，表示此child实例在实例化时指定的名字。因为一个component只有一个parent，所以get_parent不需要指定参数；而可能有多个child，所以必须指定name参数。
如果要得到所有的child，可以使用get_children ：
来源：UVM
源代码
extern function void get_children(ref uvm_component children[$]);uvm_component array[$];
my_comp.get_children(array);
foreach(array[i])
do_something(array[i]);除了一次性得到所有的child外，还可以使用get_first_child和get_next_child的组合依次得到所有的child：
string name;
uvm_component child;
if (comp.get_first_child(name))
do begin
child = comp.get_child(name);
child.print();
end while (comp.get_next_child(name));field automation机制
field automation机制相关的宏
来源：UVM
源代码
`define uvm_field_int(ARG,FLAG)
`define uvm_field_real(ARG,FLAG)
`define uvm_field_enum(T,ARG,FLAG)
`define uvm_field_object(ARG,FLAG)
`define uvm_field_event(ARG,FLAG)
`define uvm_field_string(ARG,FLAG)上述几个宏分别用于要注册的字段是整数、实数、枚举类型、直接或间接派生自uvm_object的类型、事件及字符串类型。这里除了枚举类型外，都是两个参数。对于枚举类型来说，需要有三个参数。假如有枚举类型tb_bool_e，同时有变量tb_flag，那么在使用field automation机制时应该使用如下方式实现：
typedef enum {TB_TRUE, TB_FALSE} tb_bool_e;
…
tb_bool_e tb_flag;
…
`uvm_field_enum(tb_bool_e, tb_flag, UVM_ALL_ON)与动态数组有关的uvm_field系列宏有：
来源：UVM
源代码
`define uvm_field_array_enum(ARG,FLAG)
`define uvm_field_array_int(ARG,FLAG)
`define uvm_field_array_object(ARG,FLAG)
`define uvm_field_array_string(ARG,FLAG)与静态数组相关的uvm_field系列宏有：
来源：UVM
源代码
`define uvm_field_sarray_int(ARG,FLAG)
`define uvm_field_sarray_enum(ARG,FLAG)
`define uvm_field_sarray_object(ARG,FLAG)
`define uvm_field_sarray_string(ARG,FLAG)与队列相关的uvm_field系列宏有：
来源：UVM
源代码
`define uvm_field_queue_enum(ARG,FLAG)
`define uvm_field_queue_int(ARG,FLAG)
`define uvm_field_queue_object(ARG,FLAG)
`define uvm_field_queue_string(ARG,FLAG)联合数组是SystemVerilog中定义的一种非常有用的数据类型，在验证平台中经常使用。UVM对其提供了良好的支持，与联合数组相关的uvm_field宏有：
来源：UVM
源代码
`define uvm_field_aa_int_string(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_string_string(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_object_string(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_int(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_int_unsigned(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_integer(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_integer_unsigned(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_byte(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_byte_unsigned(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_shortint(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_shortint_unsigned(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_longint(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_int_longint_unsigned(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_string_int(ARG, FLAG)
`define uvm_field_aa_object_int(ARG, FLAG)field automation机制的常用函数
copy
来源：UVM
源代码
extern function void copy (uvm_object rhs);如果要把某个A实例复制到B实例中，那么应该使用B.copy（A）。在使用此函数前，B实例必须已经使用new函数分配好了内存空间。
compare ：比较两个实例是否一样。
来源：UVM
源代码
extern function bit compare (uvm_object rhs, uvm_comparer comparer=null);如果要比较A与B是否一样，可以使用A.compare（B），也可以使用B.compare（A）。当两者一致时，返回1；否则为0。
pack_bytes函数用于将所有的字段打包成byte流，其原型为：
来源：UVM
源代码
extern function int pack_bytes (ref byte unsigned bytestream[],
input uvm_packer packer=null);unpack_bytes函数用于将一个byte流逐一恢复到某个类的实例中，其原型为：
来源：UVM
源代码
extern function int unpack_bytes (ref byte unsigned bytestream[],
input uvm_packer packer=null);pack函数用于将所有的字段打包成bit流，其原型为：
来源：UVM
源代码
extern function int pack (ref bit bitstream[],
input uvm_packer packer=null);unpack
来源：UVM
源代码
extern function int unpack (ref bit bitstream[],
input uvm_packer packer=null);还有pack_ints基本一样，不赘述了。
print函数用于打印所有的字段。
clone函数
除了上述函数之外，field automation机制还提供自动得到使用config_db：：set设置的参数的功能，这点请参照3.5.3节。
field automation机制中标志位的使用
CRC错误的激励。
field automation中宏与if的结合
在以太网中，有一种帧是VLAN帧，这种帧是在普通以太网帧基础上扩展而来的。而且并不是所有的以太网帧都是VLAN帧，如果一个帧是VLAN帧，那么其中就会有vlan_id等字段（具体可以详见以太网的相关协议），否则不会有这些字段。类似vlan_id等字段是属于帧结构的一部分，但是这个字段可能有，也可能没有。由于读者已经习惯了使用uvm_field系列宏来进行pack和unpack操作，那么很直观的想法是使用动态数组的形式来实现：
UVM中打印信息的控制
设置打印信息的冗余度阈值
LOW MEDIUM HIGH之前说过了，默认的冗余度阈值是UVM_MEDIUM。
重载打印信息的严重性
重载是深入到UVM骨子里的一个特性。UVM默认有四种信息严重性：UVM_INFO、UVM_WARNING、UVM_ERROR、UVM_FATAL。这四种严重性可以互相重载。如果要把driver中所有的UVM_WARNING显示为UVM_ERROR，可以使用如下的函数：
文件：src/ch3/section3.4/3.4.2/base_test.sv
16 virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);
17 env.i_agt.drv.set_report_severity_override(UVM_WARNING, UVM_ERROR);
18 //env.i_agt.drv.set_report_severity_id_override(UVM_WARNING, "my_driver", UVM_ERROR);
19 endfunctionUVM_ERROR到达一定数量结束仿真
实现这个功能的是set_report_max_quit_count函数，其调用方式为：
文件：src/ch3/section3.4/3.4.3/base_test.sv
21 function void base_test::build_phase(uvm_phase phase);
22 super.build_phase(phase);
23 env = my_env::type_id::create("env", this);
24 set_report_max_quit_count(5);
25 endfunction设置计数的目标
set_report_severity_action函数来把UVM_WARNING加入计数目标：
文件：src/ch3/section3.4/3.4.4/base_test.sv
16 virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);
17 set_report_max_quit_count(5);
18 env.i_agt.drv.set_report_severity_action(UVM_WARNING, UVM_DISPLAY|UVM_COUNT);
…
24 endfunctionUVM断点功能
只要将其中的UVM_COUNT替换为UVM_STOP，就可以实现相应的断点功能，这里不多做介绍。
config_db机制
跨层次的多重设置
在前面的所有例子中，都是设置一次，获取一次。但是假如设置多次，而只获取一次，最终会得到哪个值呢？
在现实生活中，这可以理解成有好多人都给李四发了一封信，要求李四做某件事情，但是这些信是相互矛盾的。那么李四有两种方法来决定听谁的：一是以收到的时间为准，最近收到的信具有最高的权威，当同时收到两封信时，则看发信人的权威性，也即时间的优先级最高，发信人的优先级次之；二是先看发信人，哪个发信人最权威就听谁的，当同一个发信人先后发了两封信时，那么最近收到的一封权威高，也就是发信人的优先级最高，而时间的优先级低。UVM中采用类似第二种方法的机制。
set第一个参数为this的时候，越靠近根节点，优先级越高。如果不是this，则会看先后顺序。因为build_phase自上而下执行，所以越靠近叶子的地方，会成为最后的设置。
同一层次的多重设置
当跨层次来看待问题时，是高层次的set设置优先；当处于同一层次时，上节已经提过，是时间优先。
设置多个case，在base_test进行默认设置，然后对特殊情况幅值。
非直线的设置与获取
在图3-4所示的UVM树中，driver的路径为uvm_test_top.env.i_agt.drv。在uvm_test_top，env或者i_agt中，对driver中的某些变量通过config_db机制进行设置，称为直线的设置。但是若在其他component，如scoreboard中，对driver的某些变量使用config_db机制进行设置，则称为非直线的设置。
config_db机制对通配符的支持（不就是正则匹配嘛）
在以前所有的例子中，在config_db：：set操作时，其第二个参数都提供了完整的路径，但实际上也可以不提供完整的路径。config_db机制提供对通配符的支持。
但是不建议使用，会使得去欸的那个的路径变得模糊。
check_config_usage
因为config_db能对不同层次的参数实现配置，但是如果第二个参数的字符串输错，仿真器不会给出任何报错提示。
针对这种情况，UVM提供一个函数check_config_usage，可以显示截止到此函数调用时，哪些参数是设置过但是没有被获取过。
set_config与get_config（过时了？）
获取参数值，config_db比set/get_config更强的地方在于，能设置的参数类型不局限于string，int和object，还包括常见的枚举类型、virtual interface、bit类型、队列等都可以成为config_db设置的数据类型。
