UVM的config机制

一、概述

在验证环境的创建过程build_phase中，除了组件的实例化，配置也是必不可少的。为了验证环境的复用性，通过外部的参数配置，使得环境在创建时可以根据不同参数来选择创建的组件类型、组件实例数目、组件之间的连接以及组件的运行模式等。在更细致的环境调节中有更多的变量需要配置，例如for-loop的阈值、字符串名称、随机变量的生成比重等。比起重新编译来调节变量，如果在仿真中可以通过变量设置来修改环境，那么就更灵活了，而UVM的config机制正提供了这样的便利。

UVM提供了

uvm_config_db

配置类以及几种方便的变量设置方法来实现仿真时的环境控制，常见的

uvm_config_db

类的使用方式包括：

• 传递virtual interface到环境中
• 设置单一变量值，例如int、string、enum等
• 传递配置对象(config object)到环境

uvm_config_db #(T)::set(uvm_component cntxt, string inst_name, string field_name, T value);
uvm_config_db #(T)::get(uvm_component cntxt, string inst_name, string field_name, T value);
           

二、interface传递

interface

传递可以很好地解决了连接硬件世界和软件世界。而在之前SV验证模块中，虽然SV可以通过层次化的

interface

的索引来完成了传递，但是这样不利于软件环境的封装和复用。UVM的

uvm_comfig_db

使得接口的传递和获取彻底分离开来。

在实现接口传递的过程中需要注意：

• 接口传递应该发生在

  run_test()

  之前。保证了在进入

  build_phase

  之前，

  virtual interface

  已经被传递到

  uvm_config_db

  中。
• 应该把

  interface

  与

  virtual interface

  的声明区分开来，在传递过程中的类型应当为

  virtual interface

  ，即实际接口的句柄。

interface intf1;
	logic enable = 0;
endinterface

class comp1 extends uvm_component;
	`uvm_component_utils(comp1)
	virtual intf1 vif;
	...
	function void build_phase(uvm_phase phase);
		if(!uvm_config_db #(virtual intf1)::get(this, "", "vif", vif)) begin		//this指代当前组件comp1，“vif”指的是comp1的一个变量
			`uvm_error("GETVIF", "no virtual interface is assigned")
		end
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("vif.enable is %b before set", vif.enable), UVM_LOW)
		vif.enable = 1;
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("vif.enable is %b after set", vif.enable), UVM_LOW)
	endfunction
endclass

class test1 extends uvm_test;
	`uvm_component_utils(test1)
	comp1 c1;
	...
endclass

intf1 intf();

initial begin
	//第一个参数时传递一个句柄，第二个参数时路径，第三个参数时c1.vif这个变量，第四个参数是那个例化的需要传递的intf
	uvm_config_db #(virtual intf1)::set(uvm_root::get(), "uvm_test_top.c1", "vif", intf);
	run_test("test1");
end
           

uvm_config_db #(virtual intf1)::get(this, "", "vif", vif)

的含义如下图所示

uvm_config_db #(virtual intf1)::set(uvm_root::get(), "uvm_test_top.c1", "vif", intf)

的含义如下图所示

三、变量设置

在各个test中，可以在build_phase对底层组件的变量加以配置，进而在环境例化之前完成配置，使得环境可以按照预期运行。

class comp1 extends uvm_component;
	`uvm_component_utils(comp1)
	int vall = 1;
	string str1 = "null";
	...
	function void build_phase(uvm_phase phase);
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("vall is %d before set", vall), UVM_LOW)
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("str1 is %s before set", str1), UVM_LOW)
		uvm_config_db#(int)::get(this, "", "vall", vall);
		uvm_config_db#(string)::get(this, "", "str1", str1);
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("vall is %d after set", vall), UVM_LOW)
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("str1 is %s after set", str1), UVM_LOW)
	endfunction
endclass

class test1 extends uvm_test;
	`uvm_component_utils(test1)
	comp1 c1;
	...
	function void build_phase(uvm_phase phase);
		uvm_config_db#(int)::set(this, "c1", "vall", 100);
		uvm_config_db#(string)::set(this, "c1", "str1", "comp1");
		c1 = comp1::type_id::create("c1", this);
	endfunction
endclass
           

四、object传递

在test配置中，需要配置的参数不只是数量多，而且可能还分属于不同的组件。那么如果对这么多层次中的变量做出类似上面的变量设置，那会需要更多的代码，容易出错还不易于复用，甚至底层组件的变量被删除后，也无法通过

uvm_config_db::set()

得知配置是否成功。然而如果将每个组件中的变量加以整合，首先放置到一个

uvm_object

中，再对中心化的配置对象进行传递，将会有利于整体环境的修改。

class comp1 extends uvm_component;
	`uvm_component_utils(comp1)
	config1 cfg;
	...
	function void build_phase(uvm_phase phase);
		uvm_object tmp;
		uvm_config_db#(uvm_object)::get(this, "", "cfg", tmp);
		void'($cast(cfg, tmp));
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("cfg.vall is %d after get", cfg.vall), UVM_LOW)
		`uvm_info("SETVIF", $sformatf("cfg.str1 is %s after get", cfg.str1), UVM_LOW)
	endfunction
endclass

class test1 extends uvm_test;
	`uvm_component_utils(test1)
	comp1 c1, c2;
	config1 cfg1, cfg2;
	...
	function void build_phase(uvm_phase phase);
		cfg1 = config1::type_id::create("cfg1");
		cfg2 = config1::type_id::create("cfg2");
		cfg1.vall = 30;
		cfg1.str1 = "c1";
		cfg2.vall = 50;
		cfg2.str1 = "c2";
		uvm_config_db#(uvm_object)::set(this, "c1", "cfg", cfg1);
		uvm_config_db#(uvm_object)::set(this, "c2", "cfg", cfg2);
		c1 = comp1::type_id::create("c1", this);
		c2 = comp1::type_id::create("c2", this);
	endfunction
endclass
           

五、总结

• 在使用

  uvm_config_db::set()

  时，通过层次和变量名，将这些信息放置到

  uvm_pkg

  唯一的全局变量

  uvm_pkg::uvm_resources

  。全局变量

  uvm_resources

  用来储存和释放配置资源信息，

  uvm_resources

  是

  uvm_resource_pool

  类的全局唯一实例，该实例中有两个

  resource

  数组用来存放配置信息，这两个数组中一个由层次名字所以，一个由类型索引，通过这两个关联数组可以存放通过层次配置的信息。同时，底层的组件也可以通过层次或者类型来取得来自高层的配置信息。而在使用

  uvm_config_db::get()

  方法时，通过传递的参数构成索引层次，然后在

  uvm_resources

  已有的配置信息池中索引该配置，如果索引到返回1，否则返回0。
• 在使用

  set()

  和

  get()

  方法时，传递的参数类型应当上下保持一致，对于

  uvm_object

  等实例的传递，如果类型不一致，应首先通过

  $cast()

  完成类型转换，再对类型转换后的对象进行操作。

• set()

  和

  get()

  方法传递的参数可以使用通配符

  *

  来表示任意的层次。
• 在

  module

  环境中如果使用

  uvm_config_db::set()

  ，则传递的第一个参数

  uvm_component cntxt

  参数一般用来表示当前的层次。如果当前层次为最高层，可以设置为

  null

  ，也可以设置为

  uvm_root::get()

  来表示

  uvm_root

  的全局顶层实例。
• 在使用配置变量时，应确保先进行

  uvm_config_db::get()

  ，在获得了正确的配置值以后再使用。
• 应该尽量确保

  uvm_config_db::set()

  方法在相关配置组件创建前调用，只有先完成配置，相关组件在例化前才可以得到配置值继而正确地例化。
• 在

  uvm_config_db::set()

  方法第一个参数使用当前层次的前提下，对于同一个组件的同一个变量，如果有多个高层组件对该变量进行设置，那么较高层组件的配置会覆盖较低层的配置，但是如果是同一层次组件对该变量进行多次配置时，后面的配置会覆盖前面的配置。
• 在使用

  uvm_config_db::get()

  方法时，添加便于调试的语句，例如通过UVM报告信息得知

  uvm_config_db::get()

  方法中的配置变量是否从

  uvm_config_db

  获取到。