• 电力电子转战数字IC20220718-19day51-52——TLM通信

    目录

    10. 通信

    TLM通信

    端口声明

    对应关系

    常规步骤

    实例

    单向通信

    实例

    双向通信

    实例

    多向通信

    通信管道

    uvm_tlm_fifo

    analysis port

    analysis TLM FIFO

    req&rsp通信管道

     

    10. 通信

    TLM通信

    系统原型，芯片验证

    • 作用：更快实现硬件原型之间/验证组件之间的数据通信
    • 将模块内的计算和模块之间的通信从时间跨度方面剥离开
    • 条件：需要两个通信的对象
      • initiator：发起通信请求
      • target：发起通信的响应方
      • 按照transaction的流向可以分为producer和consumer
    • 用户需要将tlm在target一端中实现，便于initiator以后调用target的通信方法
    • 最后，在更高层次中连接两个对象，在两个对象中创建TLM端口
    • 步骤：
      • 分辨initiator和target，分辨producer和consumer
      • 在target中实现TLM通信方法
      • 在两个对象中创建TLM端口
      • 在更高层次将两个对象的端口进行连接
    • 数据流向分为单向和双向。单向只有initiator发出req，双向还有target发出rsp返回给initiator
    • 端口分为：
      • port：initiator的发起端
      • export：中间层次的端口
      • imp：target接受req的末端，imp的连接无法再次延伸
    • 单双向*端口类型
      • uvm_void
        • uvm_port_base
          • uvm_UNDIR_port #(trans_t)
          • uvm_UNDIR_export #(trans_t)
          • uvm_UNDIR_imp #(trans_t, imp_parent_t)
          • uvm_BIDIR_port #(req_trans_t, rsp_trans_t)
          • uvm_BIDIR_export #(req_trans_t, rsp_trans_t)
          • uvm_BIDIR_imp #(req_trans_t, rsp_trans_t, imp_parent_t)

    端口声明

    • 单向端口声明（前3个）
      • 声明port和export作为req的发起方，指定trans类型
      • 声明imp作为req的接收方，指定trans类型+parent指定所在的组件类型
    • 双向端口声明（后3个）：trans拆成req和rsp

    对应关系

    • initiator例化port，中间层次例化export，target例化imp
    • 多个port可以连到同一个export或imp，反之就不行，一个port或export不能连到多个imp（traget）
    • req的起点是port，终点是imp，中间可以穿越多个层次，但是建议在穿越的层次中声明export
    • port可任意连接；export不能连接port；imp只能作为终点，无法扩展连接

    常规步骤

    • 定义TLM传输的数据类型
    • 在各个层次的component声明并创建端口对象
    • connect（）完成端口连接
    • imp中需要提供给initiator的可调用方法，必须！否则端口连接了也无法进行数据传输

    实例

     

    1. class request extends uvm_transaction;
    2. 	byte cmd;
    3. 	int addr;
    4. 	int req;
    5. endclass
    6.  
    7. class response extends uvm_transaction;
    8. 	byte cmd;
    9. 	int addr;
    10. 	int rsp;
    11. 	int status;
    12. endclass
    13.  
    14. class comp1 extends uvm_agent;
    15. uvm_blocking_get_port #(request) bg_port;//port被数据流指向为get
    16. `uvm_component_utils(comp1)
    17. ...
    18. endclass
    19.  
    20. class comp2 extends uvm_agent;
    21. uvm_blocking_get_port #(request) bg_port;
    22. uvm_nonblocking_put_imp #(request, comp2) nbp_imp;//imp被数据流指向为put
    23. `uvm_component_utils(comp2)
    24. ...
    25. function bit try_put (request req);
    26. function bit can_put();
    27. endclass
    28.  
    29. class comp3 extends uvm_agent;
    30. uvm_blocking_transport_port #(request, response) bt_port;//双向端口transport
    31. `uvm_component_utils(comp3)
    32. ...
    33. endclass
    34.  
    35. class comp4 extends uvm_agent;
    36. uvm_blocking_get_imp #(request, comp4) bg_imp;//发送数据流的imp是get
    37. uvm_nonblocking_put_port #(request) nbp_port;//发送数据流的port是put
    38. `uvm_component_utils(comp3)
    39. ...
    40. task get(output request req);
    41. endclass
    42.  
    43. class comp5 extends uvm_agent;
    44. uvm_blocking_transport_imp #(request, response, comp5) bt_imp;//双向imp
    45. `uvm_component_utils(comp5)
    46. ...
    47. task transport(request req, output response rsp);
    48. endclass
    49.  
    50. class agent1 extends uvm_agent;
    51. uvm_blocking_get_port #(request) bg_port;//从上往下依次对应3个端口
    52. uvm_nonblocking_put_export #(request) nbp_exp;
    53. uvm_blocking_transport_port #(request, response) bt_port;
    54. comp1 c1;
    55. comp2 c2;
    56. comp3 c3;
    57. `uvm_compontne_utils(agent1)
    58. ...
    59. function void build_phase(uvm_phase phase);
    60. 	super.build_phase(phase);
    61. 	c1=comp1::type_id::create("c1", this);
    62. 	c2=comp2::type_id::create("c2", this);
    63. 	c3=comp3::type_id::create("c3", this);
    64. endfunction
    65.  
    66. function void connect_phase(uvm_phase phase);
    67. 	super.connect_phase(phase);
    68. 	c1.bg_port.connect(this.bg_port);//comp1的bg_port连到this agent上的bg_port
    69. 	c2.bg_port.connect(this.bg_port);//port连到export
    70. 	this.nbp_exp.connect(c2.nbp.imp);//export连到imp

    单向通信

    • 单一数据流向的TLM端口类型

      • uvm_blocking_put_PORT;
      • uvm_nonblocking_put_PORT;
      • uvm_put_PORT;
      • uvm_blocking_get_PORT;
      • uvm_nonblocking_get_PORT;
      • uvm_get_PORT;
      • uvm_blocking_peek_PORT;
      • uvm_nonblocking_peek_PORT;
      • uvm_peek_PORT;
      • uvm_blocking_get_peek_PORT;
      • uvm_nonblocking_get_peek_PORT;
      • uvm_get_peek_PORT;

      总结成表格如下：

      uvm_

      putgetpeekget_peek
      blocking（task）
      nonblocking（function）
      无

      _PORT=port/export/imp

    对应的方法声明如下：

     

    • 通信两个要素
      • 哪种方法
      • 是否阻塞
    • blocking的
      • put（）：initiator生成数据T t传送到target
      • get（）：initiator从target获得数据T t
      • peek（）：同get，但是target中的数据T t保留着
    • nonblocking的
      • try_put()：
      • can_put()：
      • try_get()：
      • can_get()：
      • try_peek()：
      • can_peek()：

    实例

     

    1. class itrans extends uvm_transaction;
    2. int id;
    3. int data;
    4. endclass
    5.  
    6. class otrans extends uvm_transaction;
    7. int id;
    8. int data;
    9. endclass
    10.  
    11. class comp1 extends uvm_component;
    12. uvm_nonblocking_get_port #(otrans) nbg_port;//接收
    13. uvm_blocking_put_port #(itrans) bp_port;//发送数据
    14. `uvm_component_utils(comp1)
    15. ...
    16. endclass
    17.  
    18. class comp2 extends uvm_component;
    19. uvm_blocking_put_imp #(itrans, comp2) bp_imp;
    20. uvm_nonblocking_get_imp #(otrans, comp2) nbg_imp;
    21. itrans itr_q[$];
    22. `uvm_component_utils(comp2)
    23. ...
    24. task put(itrans t);
    25. 	itr_q.push_back(t);
    26. endtask
    27.  
    28. function bit try_get (output otrans t);
    29. 	itrans i;
    30. 	if(itr_q.size() != 0) begin
    31. 		i=itr_q.pop_front();
    32. 		t=new("t", this);
    33. 		t.id=i.id;
    34. 		t.data=i.data<<8;
    35. 		return 1;	end
    36. 	else return 0;
    37. endfunction
    38.  
    39. function bit can_get();
    40. 	if(itr_q.size()!=0) return 1;
    41. 	else return 0;
    42. endfunction
    43.  
    44. endclass
    45.  
    46. class env1 extends uvm_env;
    47. 	comp1 c1;
    48. 	comp2 c2;
    49. 	`uvm_component_utols(env1)
    50. ...
    51. 	function void build_phase(uvm_phase phase);
    52. 	super.build_phase(phase);
    53. 	c1=comp1::type_id::create("c1", this);
    54. 	c2=comp2::type_id::create("c2", this);
    55. 	endfunction
    56. 	
    57. 	function void connect_phase(uvm_phase phase);
    58. 	super.connect_phase(phase);
    59. 	c1.bp_port.connect(c2.bp_imp);
    60. 	c2.nbg_port.connect(c2.nbg_imp);
    61. 	endfunction
    62. endclass
    63.  
    64. //................................................
    65. task run_phase(uvm_phase phase);
    66. itrans itr;
    67. otrans otr;
    68. int trans_num=2;
    69. fork
    70. 	begin
    71. 	for(int i=0; i
    72. 		itr=new("itr", this);
    73. 		itr.id=i;
    74. 		itr.data='h10+i;
    75. 		this.bp_port.put(itr);//连接的imp中定义的put（）
    76. 		`uvm_info("PUT", $sformatf("'h%0x, 'h%0x", itr.id, itr.data), UVM_LOW) end
    77. 	end
    78. 	begin
    79. 		for(int j=0; j
    80. 			forever begin
    81. 			if(this.nbg.port.try_get(otr)==1) break;
    82. 			else #1ns;  end
    83. 		`uvm_info("TRYGET", $sformatf("'h%0x, 'h%0x", otr.id, otr.data), UVM_LOW)
    84. 	end
    85. join
    86.

    双向通信

    • 双向端口
      • uvm_blocking_transport_PORT
      • uvm_nonblocking_transport_PORT
      • uvm_transport_PORT
      • uvm_blocking_master_PORT
      • uvm_nonblocking_master_PORT
      • uvm_master_PORT
      • uvm_blocking_slave_PORT
      • uvm_nonblocking_slave_PORT
      • uvm_slave_PORT
    transportmasterslave
    blocking（task）
    nonblocking（function）
    无

    对应的方法

     

    • 两种通信方式
      • transport：通过方法transport（）完成req和rsp的发出和返回，1个方法完成1次握手
      • master+slave：必须分别调用put、get、peek完成，调用两个方法完成1次握手通信
    • initiator作为master时，发起req到target并获取rsp回来
    • initiator作为slave时，从target获取req再发送rsp

    实例

     

    1. class comp1 extends uvm_component;
    2. uvm_blocking_transport_port #(itrans, otrans) bt_port;
    3. `uvm_component_utils(comp1)
    4. ...
    5. task run_phase(uvm_phase phase);
    6. itrans itr;
    7. otrans otr;
    8. int trans_num=2;
    9. for (int i=0; i
    10. 	itr=new("itr", this);
    11. 	itr.id=i;
    12. 	itr.data='h10+i;
    13. 	this.bt_port.transport(itr, otr);
    14. 	`uvm_info("TRANSPORT", $sformatf("'h%0x, 'h%0x, 'h%0x, 'h%0x", itr.id, itr.data, otr.id, otr.data), UVM_LOW) 
    15. end
    16. endtask
    17. endclass
    18.  
    19. class comp2 extends uvm_component;
    20. uvm_blocking_transport_imp #(itrans, otrans, comp2) bt_imp;
    21. `uvm_component_utils(comp2)
    22. ...
    23. task transport(itrans req, output otrans rsp);
    24. 	rsp=new("rsp", this);
    25. 	rsp.id=req.id;
    26. 	rsp.data=req.data<<8;
    27. endtask
    28. endclass
    29.  
    30. class env1 extends uvm_env;
    31. comp1 c1;
    32. comp2 c2;
    33. `uvm_component_utils(comp2)
    34. ...
    35. function void build_phase(uvm_phase phase);
    36. 	super.build_phase(phase);
    37. 	c1=comp1::type_id::create("c1", this);
    38. 	c2=comp2::type_id::create("c2", this);
    39. endfunction
    40.  
    41. function void connect_phase(uvm_phase phase);
    42. 	super.connect_phase(phase);
    43. 	c1.bt_port.connect(c2.bt_imp);
    44. endfunction
    45. endclass

    多向通信

    • 两个组件之间的通信：initiator和target之间的相同TLM端口数量超过1个
    • 问题：相同的端口，端口名字可以不一样，方法会出现同名的问题
    • 方法：UVM端口宏声明（`上述端口类型_decl(SFX)），sfx表示后缀名称

     

    1. `uvm_blocking_put_imp_decl(_p1)
    2. `uvm_blocking_put_imp_decl(_p2)
    3. class comp1 extends uvm_component;
    4. uvm_blocking_put_port #(itrans) bt_port1;//不需要做区分
    5. uvm_blocking_put_port #(itrans) bt_port2;
    6. `uvm_component_utils(comp1)
    7. ...
    8. task run_phase(uvm_phase phase);
    9. itrans itr1, itr2;
    10. int trans_num=2;
    11. fork
    12. for (int i=0; i
    13. 	itr1=new("itr1", this);
    14. 	itr1.id=i;
    15. 	itr1.data='h10+i;
    16. 	this.bp_port1.put(itr1);//不是put_p1
    17. end
    18. for (int i=0; i
    19. 	itr2=new("itr2", this);
    20. 	itr2.id=i;
    21. 	itr2.data='h10+i;
    22. 	this.bp_port2.put(itr2);//不是put_p2
    23. end
    24. join
    25. endtask
    26. endclass
    27.  
    28. class comp2 extends uvm_component;
    29. uvm_blocking_put_imp_p1 #(itrans, comp2) bt_imp_p1;
    30. uvm_blocking_put_imp_p2 #(itrans, comp2) bt_imp_p2;
    31. itrans itr_q[$];
    32. semaphore key;//共享资源，互斥资源的保护
    33. `uvm_component_utils(comp2)
    34. ...
    35. task put_p1(itrans t);
    36. key.get();
    37. itr_q.push_back(t);
    38. `uvm_info("PUTP1", $sformatf("'h%0x, 'h%0x", t.id, t.data), UVM_LOW)
    39. key.put();
    40. endtask
    41.  
    42. task put_p2(itrans t);
    43. key.get();
    44. itr_q.push_back(t);
    45. `uvm_info("PUTP2", $sformatf("'h%0x, 'h%0x", t.id, t.data), UVM_LOW)
    46. key.put();
    47. endtask
    48.  
    49. endclass
    50.  
    51. class env1 extends uvm_env;
    52. comp1 c1;
    53. comp2 c2;
    54. `uvm_component_utils(env1)
    55. ...
    56. function void build_phase(uvm_phase phase);
    57. 	super.build_phase(phase);
    58. 	c1=comp1::type_id::create("c1", this);
    59. 	c2=comp2::type_id::create("c2", this);
    60. endfunction
    61. function void connect_phase(uvm_phase phase);
    62. 	super.connect_phase(phase);
    63. 	c1.bp_port1.conect(c2.bt_imp_p1);
    64. 	c1.bp_port2.conect(c2.bt_imp_p2);
    65. endfunction
    66.  
    67. endclass

    通信管道

    uvm_tlm_fifo

    • uvm_tlm_fifo类继承于uvm_component，内置了多个端口、实现了多个对应方法
    • 作用：在consumer分析事务之前，将对象存储到本地fifo以供稍后使用

    analysis port

    • 一个端口到多个端口，多个组件对同一个数据进行处理
    • 类比：广播，发出来后依次调用多个target中的write函数实现数据传输，不做任何反馈，也就是说，这个端口只管发出，不管别人接收到与否，类似于广播
    • 类型：对应三种类型的端口
    • 连接：在顶层将initiator端的aport和多个target端的uvm_analysis_imp进行连接

     

    1. initiator.ap.connect(target1.aimp);
    2. initiator.ap.connect(target2.aimp);
    3. initiator.ap.connect(target3.aimp);

    analysis TLM FIFO

    • uvm_tlm_analysis_fifo提供可以搭配uvm_analysis_port和uvm_analysis_imp端口和write函数
    • uvm_tlm_analysis_fifo继承于uvm_tlm_fifo
    1. uvm_analysis_imp #(T, uvm_tlm_analysis_fifo #(T)) analysis_export;
    2. //端口类型是imp，只是名字是export
    • 实现一端对多端的数据传输，插入多个uvm_tlm_analysis_fifo
    • 连接方式：initiator的uvm_analysis port——tlm_analysis_fifo的get_export——target的uvm_get_port。从target调用get方法就可以得到tlm_analysis_fifo中的数据
    1. initiator.ap.conncet(tlm_analysis_fifo1.analysis_export);
    2. target1.get_port.connect(tlm_analysis_fifo1.get_export);
    3. //2和3以此类推

     

     

    req&rsp通信管道

    • 类比双向通信端口transport：在target端口实现transport（）方法可以一次传输完成发送req+接收rsp
    • 作用：数据缓存区域，既有TLM端口从外侧接收req和rsp，也有TLM端口供外侧获取req和rsp
    • uvm_tlm_req_rsp_channel
      • 例化的端口如下
      • 内部例化了两个mailbox分别存储req和rsp
        • protected uvm_tlm_fifo #(REQ) m_request_fifo;
        • protected uvm_tlm_fifo #(RSP) m_response_fifo;

     

    1. uvm_put_export #(REQ) put_request_export;
    2. uvm_put_export #(RSP) put_response_export;
    3. uvm_get_peek_export #(REQ) get_peek_request_export;
    4. uvm_get_peek_export #(RSP) get_peek_response_export;
    5. uvm_analysis_port #(REQ) request_ap;
    6. uvm_analysis_port #(RSP) response_ap;
    7. uvm_master_imp #(REQ, RSP, this_type, uvm_tlm_fifo #(REQ), uvm_tlm_fifo #(RSP)) master_export;
    8. uvm_slave_imp #(REQ, RSP, this_type, uvm_tlm_fifo #(REQ), uvm_tlm_fifo #(RSP)) slave_export;
    1. initiator.put_port.connect(req_rsp_channel.put_request_export);
    2. target.get_peek_port.connect(req_rsp_channel.get_peek_request_export);
    3. target.put_port.connect(req_rsp_channel.put_response_export);
    4. initiator.get_peek_port.connect(req_rsp_channel.get_peek_response_export);

    • 也可以用这种方式

     

    1. initiator.master_port.connect(req_rsp_channel.master_export);
    2. target.slave_port.connect(req_rsp_channel.slave_export);

    • 但是，这两种方法都需要调用两次方法才可以完成req和rsp的传输

    • uvm_tlm_transport_channel继承于uvm_tlm_req_rsp_channel类

      • 新例化了transport端口：uvm_transport_imp #(REQ, RSP, this_type) transport_export;
      • 作用：针对一些无法流水化处理的req和rsp传输，initiator发送完req后等到rsp收到了才可以发送下一个req
      • 上图的连接修改为：initiator.transport_port.connect(transport_channel.transport_export)。transport_channel到target之间的连接不做修改：target.slave_port.connect(req_rsp_channel.slave_export);
  • 相关阅读:
    用HTML+CSS仿网易云音乐网站(6个页面)
    有手就行10——Jenkins+SonarQube代码审查
    数据结构--单链表
    网络爬虫之HTTP原理
    什么是space-around
    IP地址与代理ip在网络安全中的关键作用
    【pen200-lab】10.11.1.231
    Jenkins+Allure+Pytest的持续集成
    CCF ChinaSoft 2023 论坛巡礼 | NASAC青年软件创新奖论坛
    关于el-date-picker点击清空参数变为null的问题
  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_39668316/article/details/125880955