AHB Matrix 四星级验证笔记（1.8-1.9）scoreboard的实现

文章目录

前言
一、scoreboard接收数据的方式和比较行为的策略选择
- 1.接受数据的方式
- - 1. 首先是数据从哪儿来？
- 2.比较数据的方式
- - 1.方案一
  - 2.方案二
  - 3. 方案的选择
二、scoreboard的实现
- 1.代码
三、tip
- 1.编辑断点
- 2. return
- 3.有关函数的返回值：函数内部隐式声明的变量

前言

来源路科验证
本节记录scoreboard接收数据方式和比较行为的策略选择以及如何实现scoreboard
三星级是在sequence里面做的数据比较，四星级在scoreboard里面；

一、scoreboard接收数据的方式和比较行为的策略选择

1.接受数据的方式

1. 首先是数据从哪儿来？

 1. **三星级**：将`sing_write`和`single_read`嵌套，对同一地址先写后读，然后比较写入的数据和读回的数据是否相同![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/aaaddd6880ef4e0e98c474c61da98562.png)2.  **四星级**：`master_agent` 和`slave_agent` 都有`monitor`可以检测数据，这样的话可以拿到输入端的数据也可以拿到输出端的数据，做数据的比较就可以了；

在这里插入图片描述

2.比较数据的方式

1.方案一

将master monitor检测到的数据全部更新存放在scb中的一个memory里，同理slave monitor也如此（即记录的matrix的输出数据和输入数据），之后在scb中做一个数据比较
在做数据比较时，不仅仅要考虑数据的个数，也要考虑数据的内容，还要考虑地址是否相同；首先保证个数的相同，其次考虑内容的相同；
这种方案是将数据通过关联数组记录下来

2.方案二

在slave agent里面都有一个类 svt_mem::ahb_slave_mem： 从master vip输出的数据经过matrix后都流向了三个mem里面，（每一个slave agent里面都有一个mem，那么就有三个mem）可以通过read函数拿到这mem里面的数据
master写的数据可以记录下来，比如通过一个关联数据；slave有三个mem，也可以记录数据
mem记录三块还是一块？如果把整个系统按照地址寻址的话，往一个固定的地址写数据，不管是哪一个master写数据写到一定的addr_range里，最终都会路由到一个特定的slave mem里面；外部的三个slave agent是独立的，他们映射的地址范围是不一样的没有重叠的；所以可以这样理解，看起来是三块slave agent，三块独立的mem，实际上里面做成一块mem是方便作比较的（不需要三块来回做切换），在这种情况下，master检测到的数据就可以放在一个关联数据里面
这种方案master monitor将数据写在关联数组里面，slave的数据存放在slave agent里面的mem里

3. 方案的选择

如果matrix这个模块级的验证环境走到子系统级别，都利用monitor的方案是完全可以复用的，因为他不依赖于vip slave agent里面的mem；后者在模块级别以上是完全无法复用的
什么时候做数据的检查？是在仿真过程中还是结束以后？在仿真的结束以后（check_phase中检查），如果仿真过程中在scb中做检查的话，光依靠master那边的数据做检查时间上不一定来得及，因为master那边的数据要穿过matrix到达slave那边，尤其像burst这种情况；
最好的方式是两端都做检查：既要检查master 关联数组里面的地址和数据；同时也检查slave的关联数据里面的地址和数据；即检查数量也检查地址和数据的内容；
总的来说：既要考虑个数，也要考虑内容，对于第二种方案是没法计算个数的，就要单独搞一个计数器；第一种方案比较会更全面，且便于复用

二、scoreboard的实现

1.代码

首先建立scb的框架，然后在环境中例化，连接

`ifndef RKV_AHBMTX_SCOREBOARD_SV
`define RKV_AHBMTX_SCOREBOARD_SV 
//代码中的注释和预处理指令（如ifndef和endif）用于条件编译，确保代码块只被编译一次
class rkv_ahbmtx_scoreboard extends rkv_ahbmtx_subscriber;`uvm_component_utils(rkv_ahbmtx_scoreboard)function new(string name="rkv_ahbmtx_scoreboard", uvm_component parent);super.new(name, parent);endfunctionendclass`endif // RKV_AHBMTX_SCOREBOARD_SV

连接：这里连接到了一个analysis port上，那么如何区分传递过来的数据来自master还是slave？

-----------------------------env::connect_phase----------------------------
foreach(ahb_mst[i]) beginahb_mst[i].monitor.item_observed_port.connect(cov.ahb_trans_observed_imp);
endforeach(ahb_mst[i]) beginahb_mst[i].monitor.item_observed_port.connect(scb.ahb_trans_observed_imp);
endforeach(ahb_slv[i]) beginahb_slv[i].monitor.item_observed_port.connect(scb.ahb_trans_observed_imp);
end

注意：这里也要将cfg在env中传递到scb中，在subscriber中已经有get了cfg。scb继承subscriber，所以也会继承get cfg

代码书写
创建两个关联数组，用于存放slave monitor和master monitor传递过来的数据

 typedef bit[3:0] addr_t;//typedet 必不可好；少了addr_t就是变量，而非数据类型bit[31:0] exp_mem[addr_t];bit[31:0] act_mem[addr_t]; //关联数组里的索引类型必须是有效的数据类型

在定义关联数组的位宽时，可以将其设置为参数，如果以后的位宽发送变化的话

比较逻辑：

先检查两边的地址是否一样，在一样的基础上检查数据是否一样

function void check_phase(uvm_phase phase); //在check_phase中比较保证数据全部传输完毕super.check_phase(phase);if (cfg.enable_scb) begin   //检查的开关if (!check_mem_addr()) begin   //注意check_mem_addr需要返回值`uvm_error("CHK_MEM_ADDR", "check addr is failure!!!")end else begin`uvm_info("cHK_PHASE", "check addr is success!!!", UVM_LOW)if (!check_mem_data()) begin`uvm_error("cHK_PHASE", "check data is failure!!!")end else begin`uvm_info("cHK_PHASE", "check data is success!!!", UVM_LOW)endendend
endfunction

检查地址是否一样，先检查地址的数量，然后检查地址的内容

function bit check_mem_addr();            //有返回值int exp_mem_size = exp_mem.size();     //sizeint act_mem_size = act_mem.size();if (exp_mem_size != act_mem_size) begin`uvm_error("CHK_MEM_ADDR", $sformatf("exp_addr_size[%0d] != act_addr_size[%0d]", exp_mem_size, act_mem_size))cfg.scb_check_error++;return 0;        // Indicate failureend else begin`uvm_info("CHK_MEM_ADDR", $sformatf("exp_addr_size[%0d] == act_addr_size[%0d]", exp_mem_size, act_mem_size), UVM_LOW)endcfg.scb_check_count++;foreach (exp_mem[addr]) beginif (!act_mem.exists(addr)) begin   //使用 exists() 方法检查某个KEY是否存在`uvm_error("CHK_MEM_ADDR", $sformatf("act_mem addr[%0x] does not exist", addr))cfg.scb_check_error++;return 0;             // Indicate failureend else begin`uvm_info("CHK_MEM_ADDR", $sformatf("act_mem addr[%0x] exists", addr), UVM_LOW)cfg.scb_check_count++;//return 1;  //不能放在这里返回，return语句会导致函数立即结束执行，相当于检查了一次endend// If all checks pass, return 1 to indicate successreturn 1;
endfunction

检查数据

function bit check_mem_data();foreach (exp_mem[addr]) beginif (exp_mem[addr] != act_mem[addr]) begin`uvm_error("CHK_MEM_DATA", $sformatf("Failure!!! act_mem[%0x]::[%0d] != exp_mem[%0x]::[%0d]", addr, act_mem[addr], addr, exp_mem[addr]))// return 0;cfg.scb_check_error++;return 0;end else begin`uvm_info("CHK_MEM_DATA", $sformatf("Success!!! act_mem[%0x]::[%0d] == exp_mem[%0x]::[%0d]", addr, act_mem[addr], addr, exp_mem[addr]), UVM_LOW)cfg.scb_check_count++;// return 1;endend// If all checks pass, return 1 to indicate successreturn 1;
endfunction

如何将数据写入到关联数组里面

  virtual function void write(svt_ahb transaction tr);super.write(tr);if(cfg.enable_scb && cur_acc == MEMACC) begin //打开scb且访问的是外部的mem时，开始记录数据write_mem_from_trans(tr);endendfunctionfunction void write_mem_from_trans(svt_ahb_transaction tr);svt_ahb_master_transaction mst_trans;svt_ahb_slave_transaction slv_trans;case (tr.burst_type)svt_ahb_transaction::SINGLE:     beginif ($cast(mst_trans, tr)) begin  //通过将tr句柄转换来查看接收到的数据是哪一边的exp_mem[tr.addr] = tr.data[0];//如果tr句柄并不指向svt_ahb_master_transaction的对象，$cast 会失败end else if ($cast(slv_trans, tr)) beginact_mem[tr.addr] = tr.data[0];endenddefault:`uvm_fatal("TYPEERR", "burst type not supported")endcase
endfunction

通过tr传过来的数据类型：如果可以转换为slave_transaction; 那么就是slave monitor那边传过来；master同理（write传过来的父类，为啥是父类？driver和sequencer的参数是子类，monitor的无论如何都是父类

上面的代码另一种结构

virtual function void write(svt_ahb_transaction tr);svt_ahb_master_transaction_mst_tr;svt_ahb_slave_transaction slv_tr;super.write(tr);if (cfg.enable_scb && cur_acc == MEMACC) beginif ($cast(mst_tr, tr)) begin : master_monitor_to_exp_memwrite_mem_from_trans(exp_mem, tr);end else if ($cast(slv_tr, tr)) begin : slave_monitor_to_act_memwrite_mem_from_trans(act_mem, tr);endend
endfunction
//这里将关联数组作为参数传入到函数中了，注意ref的应用
function void write_mem_from_trans(ref bit[31:0] mem[addr_t], svt_ahb_transaction tr);// TODO// NOTE:: SINGLE only supported so farcase(tr.burst_type)svt_ahb_transaction::SINGLE: beginmem[tr.addr] = tr.data[0];enddefault:uvm_fatal("TYPEERR", $sformatf("burst type %s cannot be supported yet", tr.burst_type));endcase
endfunction

全部代码

class rkv_ahbmtx_scoreboard extends rkv_ahbmtx_subscriber;typedef bit [31:0] addr_t;bit [31:0] exp_mem [addr_t];bit [31:0] act_mem [addr_t];`uvm_component_utils(rkv_ahbmtx_scoreboard)function new(string name = "rkv_ahbmtx_scoreboard", uvm_component parent);super.new(name, parent);endfunctionvirtual function void write(svt_ahb_transaction tr);svt_ahb_master_transaction mst_tr;svt_ahb_slave_transaction slv_tr;super.write(tr);if (cfg.enable_scb && cur_acc == MEMACC) beginif ($cast(mst_tr, tr)) begin : master_monitor_to_exp_memwrite_mem_from_trans(exp_mem, tr);endelse if ($cast(slv_tr, tr)) begin : slave_monitor_to_act_memwrite_mem_from_trans(act_mem, tr);endendendfunctionfunction void write_mem_from_trans(ref bit[31:0] mem[addr_t], svt_ahb_transaction tr);// TODO// NOTE:: SINGLE only supported so farcase(tr.burst_type)svt_ahb_transaction::SINGLE: beginmem[tr.addr] = tr.data[0];enddefault: beginuvm_fatal("TYPEERR", $sformatf("burst type %s cannot be supported yet", tr.burst_type));endendcase
endfunctionfunction void check_phase(uvm_phase phase);super.check_phase(phase);if(cfg.enable_scb) beginif(!check_mem_addr()) beginuvm_error("CHK_MEM_ADDR", "check memory address content failed");end else beginuvm_info("CHK_MEM_ADDR", "check memory address content success", UVM_LOW);endif(!check_mem_data()) beginuvm_error("CHK_MEM_DATA", "check memory data content failed");end else beginuvm_info("CHK_MEM_DATA", "check memory data content success", UVM_LOW);endend
endfunctionfunction bit check_mem_addr();int exp_mem_size = exp_mem.size();int act_mem_size = act_mem.size();check_mem_addr = 1; // check address countif (exp_mem.size() != act_mem.size()) beginuvm_error("CHK_ADDR_CNT", $sformatf("check memory address count mismatched! exp_mem[%0d] != act_mem[%0d]", exp_mem_size, act_mem_size));endcfg.scb_check_count++;// check address contentforeach(exp_mem[addr]) beginif (!act_mem.exists(addr)) beginuvm_error("CHECK_ADDR_CTNT", $sformatf("expected memory address['h%x] does not exist in actual memory", addr));check_mem_addr = 0;endcfg.scb_check_count++;end
endfunctionfunction bit check_mem_data();check_mem_data = 1;foreach(exp_mem[addr]) beginif (exp_mem[addr] != act_mem[addr]) beginuvm_error("CHECK_DATA_CTNT", $sformatf("Failed! exp_mem['h%08x]::['h%08x]::['h%08x] != act_mem['h%08x]::['h%08x]", addr, exp_mem[addr], addr, act_mem[addr]));check_mem_data = 0;end else beginuvm_info("CHECK_DATA_CTNT", $sformatf("Success! exp_mem['h%08x]::['h%08x] == act_mem['h%08x]::['h%08x]", addr, exp_mem[addr], addr, act_mem[addr]), UVM_HIGH);endcfg.scb_check_count++;end
endfunction
endclass

三、tip

1.编辑断点

cov和scb都继承subscriber，设置断点时，对于公共的部分如果只是想在scb的部分设置断点应该如何操作？

设置断点时，编辑断点指定class object：将蓝色的拖拽到class object中；
要有scb的的实例拖拽，首先勾选下图的选项，接着run 0创建实例
可通过下图判断是不是正确的设置了断点

2. return

return的位置很重要；当一个函数遇到return语句时；（1）如果函数被声明为返回某种类型的值（即不是void类型），return语句后面通常会跟随一个表达式，这个表达式的值会被返回给函数的调用者。（2）return语句会导致函数立即结束执行，控制流返回到调用该函数的代码处。

3.有关函数的返回值：函数内部隐式声明的变量

函数内部会隐式地声明一个与函数同名的局部变量。这个局部变量用于存储函数的返回值。因此，在函数内部看到check_mem_data这样的赋值语句时，实际上是在给这个隐式声明的局部变量赋值，而不是在修改函数本身的其他属性。

这里的check_mem_data既是函数的名称，也是函数内部隐式声明的局部变量的名称。这种设计允许你通过简单地给这个变量赋值来返回结果，而不需要显式地使用return语句。

function bit check_mem_data();check_mem_data = 1;   //将返回值初始化为1foreach(exp_mem[addr]) beginif (exp_mem[addr] != act_mem[addr]) beginuvm_error("CHECK_DATA_CTNT", $sformatf("Failed! exp_mem['h%08x]::['h%08x]::['h%08x] != act_mem['h%08x]::['h%08x]", addr, exp_mem[addr], addr, act_mem[addr]));check_mem_data = 0;  end else beginuvm_info("CHECK_DATA_CTNT", $sformatf("Success! exp_mem['h%08x]::['h%08x] == act_mem['h%08x]::['h%08x]", addr, exp_mem[addr], addr, act_mem[addr]), UVM_HIGH);endcfg.scb_check_count++;end
endfunction