1. 验证环境结构

1.1 测试平台

测试平台(testbench)是整个验证系统的总称。

• 包括验证结构中的各个组件、组件之间的连接关系、测试平台的配置和控制。
  • 从更系统的意义来讲，它还包括编译仿真的流程、结果分析报告和覆盖率检查等。
  • 从狭义上讲，我们主要关注验证平台的结构和组件部分，他们可以产生设计所需要的各种输入，也会在此基础上进行设计功能的检查。
• 测试平台结构图

* 各个组件之间是相互独立的
* 验证组件与设计之间需要连接
* 验证组件之间也需要进行通信
* 验证环境也需要时钟和复位信号的驱动

• 验证语言
  • SystemVerilog的使用比例明显占据主导地位。
  • SystemC和C/C++在验证部分也有其应用空间。
  • 方法学(UVM)的统一已经完成。

2. 验证环境组件

2.1 激励发生器

• 概念
  Stimulator(激励发生器）是验证环境的重要部件，在一些场合中，它也被称为driver (驱动器)、BFM(bus functionmodel，总线功能模型), behavioral(行为模型)或者generator(发生器)。
• 主要职责
  Stimulator的主要职责是模拟与DUT相邻设计的接口协议。Stimulator不应该违反协议，但不拘束于真实的硬件行为，还可以给出更多丰富的只要协议允许的激励场景。
• 接口
  Stimulator的接口主要是同DUT之间连接
  较精细的stimulator还可以有其它的配置接口用来控制接口的数据生成。
  Stimulatort也可以有存储接口数据生成历史的功能。
• 分类
  • initiator (发起器)
  • responder(响应器)

2.2 检测器

• 主要功能
  Monitor(监测器)的主要功能是用来观察DUT的边界或者内部信号
  • 观察DUT边界信号。
    对于系统信号如时钟，可以监测其频率变化;对于总线信号，可以监测总线的传输类型和数据内容，以及检查总线时序是否符合协议。
  • 观察DUT内部信号。
    从灰盒验证的手段来看，往往需要探视DUT内部信号，用来指导stimulator的激励发送，或者完成覆盖率收集，又或者完成内部功能的检查。

2.3 比较器

• 主要功能
  模拟设计行为和功能检查
• 比较方式
  • 线上比较(online check)
    在仿真时收集数据和在线比较，并且实时报告。
  • 线下比较(offline check)
    将仿真时收集到的数据记录在文件中，在仿真结束后，通过脚本或者其它手段，进行数据比较。

2.4 任务和函数

2.4.1 任务Task

• 任务的定义可以指定参数，input、output、inout及ref皆可。
• 任务可以消耗仿真时间。
• 任务可以调用其它任务或者函数。
• 虽然task不会返回值，但是我们依然可以利用return来使task结束。
  不使用return：

`timescale 1ns/1ps
module test;
task mytask(input [7:0] x
,input [7:0] y
,output [15:0] z);
#5ns;
z = x*y - 1;
#5ns;
endtask
byte unsigned a = 3 ;
byte unsigned b = 4 ;
byte unsigned c;
initial begin
mytask(a,b,c);
repeat(5)begin
#1ns;
$display("@time %t c = %0d", $time, c);
end
end
endmodule
返回结果
time
11000 c=11
time
12000 c=11
time
13000 c=11
time
14000 c=11
time
15000 c=11

使用return:

`timescale 1ns/1ps
module test;
task mytask(input [7:0] x
,input [7:0] y
,output [15:0] z);
#5ns;
z = x*y - 1;
return;
#5ns;
endtask
byte unsigned a = 3 ;
byte unsigned b = 4 ;
byte unsigned c;
initial begin
mytask(a,b,c);
repeat(5)begin
#1ns;
$display("@time %t c = %0d", $time, c);
end
end
endmodule
返回结果
time
6000 c=11
time
7000 c=11
time
8000 c=11
time
9000 c=11
time
10000 c=11

2.4.2 函数Funnction

• 参数方向声明
  参数方向可声明为input、output、inout、ref，默认input类型。
• 函数返回方式
  • 可以使用return直接返回值
    return会立即返回
  • 可以将值赋给与函数同名的变量
    赋值给函数同名变量后将继续执行后续代码。
• 代码示例

module test;
function automatic void myfunc1 (input [7:0] x
,input [7:0] y
,output [15:0] z);
z = x*y - 1;
endfunction
function [15:0] myfunc2 (input [7:0] x
,input [7:0] y);
myfunc2 = x*y - 1;
endfunction
initial begin
byte unsigned a = 3 ;
byte unsigned b = 4 ;
byte unsigned c1 , c2;
myfunc1(a,b,c1);
$display("c = %0d" , c1);
c2 = myfunc2(a , b);
$display("c = %0d" , c2);
end
endmodule
返回结果：
c = 11
c = 11

2.4.3 任务和函数的区别

仿真时间：function不会消耗仿真时间，而task则可能会消耗仿真时间。
调用：function无法调用task，而task可以调用function。
数据返回：一个可以返回数据的function只能返回一个单─数值，而任务或者void function不会返回数值。一个可以返回数据的function可以作为一个表达式中的操作数，而该操作数的值即function的返回值。

2.5 参数传递

• 参数默认方向
  参数方向可声明为input、output、inout、ref，默认input类型。
• 默认数据类型
  若没有声明数据类型，默认为1位宽的logic。
• 参数默认值*
  带有参数默认值的方法被调用时，如果这些参数没有被传递值，那么编译器将会为这些参数传入对应的默认值。

• 参数与传递方式

  • 位置调用
  
  • 名字调用
  

3. 问答题：

• 激励器(stimulator)对于它所生成的激励，有什么办法将其所有激励数据保存下来?
  Stimulatort也可以有存储接口数据生成历史的功能。
• function和task的比较?
  仿真时间：function不会消耗仿真时间，而task则可能会消耗仿真时间。
  调用：function无法调用task，而task可以调用function。
  数据返回：一个可以返回数据的function只能返回一个单─数值，而任务或者void function不会返回数值。一个可以返回数据的function可以作为一个表达式中的操作数，而该操作数的值即function的返回值。
• 参数方向有哪些?差别在哪里?
  参数方向可声明为input、output、inout、ref，默认input类型
  • input：输入端口
  • output：输出端口
  • inout：双向连接端口
  • ref：input，output，inout作为参数传递的过程中是作为参数值传递的，数据在调用过程中均需要被复制。而ref参数传递的则为传递参数的引用地址，参数的传递方式指定为引用而不是复制，比input，output和inout更好用。可以把数组传递给子程序，在任务里可以修改变量而且修改结果对调用他的函数是可见的。

最后

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