随机化策略指的是：激励随机化，配置随机化等。

  1）、对于较大的验证空间，随机化策略可以使验证有条件趋于量化流程，达到以时间换空间的效果。
  2）、使用随机化产生激励，可以很容易的在短时间内产生大量的随机激励，随机激励可以达到我们工程师可能会忽略的地方，相对于固定的激励（难以覆盖较大的可激励空间），随机化的激励可以用更为抽象的数据包传输，简化数据场景，更能验证出DUT可能隐藏的错误，提高验证的完备性

  所谓配置随机化指的是，测试平台配置的随机化。可配置的测试平台可以为DUT创造出多种模拟的运行环境，而且这种模拟的环境越多越好。比如DUT具有一个I2C Master接口，那么测试平台应该具有提供1个到多个Master和slave的能力。

  其实之所以需要随机化是因为工程师的思维总是具有局限性，不可能想到所有的测试情况。就算想到了所有的情况，那么也不可能付诸实践。比如要测试一个32位的加法器，如果要全部覆盖则需要2的33次方个定向的testcase。这是无论如何也做不到的。如果使用大量的随机测试，只要部分验证通过，我们就可以认为验证通过。

一、随机变量类型

随机化变量以及随机约束都只能在类class中声明。

1.1.rand与randc随机变量

  1）、使用关键字rand声明随机变量，随机变量的值在指定范围内均匀分布；如果不添加约束，随机变量可以是指定有效范围内的任何值。

rand  bit[7:0]  y;      //y为8bit无符号整形数，取值范围：0~255，  每个数出现的概率都为1/256

  2）、使用关键字randc声明周期性随机变量，取值按照声明的有效范围周期性出现，且数据类型只可以是bit或者enum型。

randc  bit[1:0]  y;      //y为2bit无符号整形数，取值范围:0~3,      在一个周期内必然会产生0、1、2、3四个数，顺序不定

1.2.constraint指定约束范围

  使用关键字constraint来添加约束语句块，指定随机变量的取值范围，或者各个变量之间的相互关系。

• 约束块不像是自上而下执行的程序性代码，它们是声明性代码，是并行的，所有的约束表达式同时有效。

二、随机化约束操作

2.1.关系操作符约束（>、<、=、>=、<=）

2.2.范围操作符约束（inside）

2.3.权重分布约束（dist）

2.4.条件约束（if-else; ->）

  ->操作符可以产生和case操作符类似效果的语句块，可以用于枚举类型的表达式。->与if-else约束可以相互转化。

2.5.双向约束

  约束块不像是自上而下执行的程序性代码，它们是声明性代码，是并行的，所有的约束表达式同时有效。如果你用inside操作符约束变量的取值范围为[10:50]，然后用另一个约束表达式约束变量必须大于20，SV对这两个约束同时求解，最终限定变量的范围是21~50.

  SV的约束是双向的，这代表它会同时计算所有随机变量的约束，增加或删除任何一个约束都有可能对随机变量的取值产生影响。看下例：

2.6.Onehot约束

  对于多bit变量，有时需要所有bit位都有toggle以保证cover所有场景，这就要求约束相关变量为onehot类型，SV提供了位向量系统函数$countones函数来统计变量中1的个数，用户可以通过施加约束来实现该操作。

class onehot_const;
	rand bit[31:0]   dvfs_freq_vote_en;

	constraint fv_en_onehot_c{
	           $countones(dvfs_freq_vote_en[31:0]) == 1;
    }
endclass

  此外，SV还提供了其它系统函数，如$countbits(expression, control_bit {, control_bit})、$onehot (expression)、$onehot0(expression)、$isunknown (expression)，其作用如下：

• $countones(expression)：统计expr中1的个数，等价于$conutbits(expression, '1)，返回统计值；
• $countbits(expression, control_bit {, control_bit}) ： 统计expr中指定的control_bit（0/1/x/z）的数量，返回统计值；
• $onehot (expression) ：判断expr是否为onehot类型，如果是，则返回真，否者返回假；
• $onehot0(expression) ：判断expr中至少有一位为高，如果是，则返回真，否者返回假；
• $isunknown (expression)：判断某个变量是否含有x态或者z态，如果有，则返回真，否者返回假。

2.7.内嵌约束randomize ( )with{ }

  随着测试的进行，面对的约束越来越多，它们会相互作用，最终产生难以预测的结果；用来使能和禁止这些约束的代码也会增加测试的复杂度。

  很多测试只会在代码的一个地方随机化对象，SV允许使用randomise( )with{}来增加额外的约束，这和在类里面增加约束是等效的。看下例：

注意：在with{}语句里，SV使用了类的作用域，所以在上例中使用了addr变量，而不是t.addr。

在使用randomise（）with语句时常犯的错误就是使用()而不是{}内嵌的约束。记住，约束块应该使用{}，内嵌约束也应该使用{}，{}用于声明性的代码。

2.8.solve…before约束——改变数值出现的机率（见下一章）

三、启动随机化——randomize( )函数

• 调用randomize( )函数可以为对象中的所有随机变量赋值，随机变量的值要符合约束；
• randomize( )函数成功时，返回1，失败时返回0。如果随机变量没有添加约束，那么产生的值是有效范围内的任何值。

四、关闭或打开随机变量与约束——rand_mode( )和constraint_mode( )

• constraint_mode()函数打开或关闭约束，是SV内建的类，非激活状态下的约束在调用randomize()函数时将失效；
• 所有的约束初始状态都处于激活状态；

class  packet();
    rand  int   src, dst;
    constraint   filter {src>2*dst;}
endclass

function int toggle_rand(Packet p);
    if(p.filter.constraint_mode() == 1)
       p.filter.constraint_mode(0);      //关闭约束
    else
       p.filter.constraint_mode(1);      //打开约束
    toggle_rand = p.randomize();      //随机化返回函数值
endfunction

• rand_mode()函数可以打开或关闭随机变量，是SV内建的类，随机变量处于非激活态时，表示该变量不被声明为rand或者randc

class  Packet();
    rand  int   src, dst;
endclass

int   r;
Packet  packet_a = new;
packet_a.rand_mode(0);          //将Packet类中的两个随机变量设置为非激活态，即src与dst变为非随机变量，不能通过randomize函数赋值
packet_a.src.rand_mode(1);     //将Packet类中的src设置为激活态，可以通过randomize函数进行赋值
r=packet_a.dst.rand_mode();    //读取dst变量的激活状态

五、代码示例——随机数产生、权重的应用

1. 权重dist应用实例如下：
program distribution;
  class frame_t;
    rand bit [7:0] src_port;
    rand bit [7:0] des_port;
    rand bit [15:0] length;
    constraint len {
      length dist {
        [64  :  127 ] := 10,
        [128 :  511 ] := 10,
        [512 :  2048] := 10
      };
    }
    constraint src {
      src_port dist {
        0  := 1,
        1  := 1,
        2  := 5,
        4  := 1
      };
    }
    constraint des {
      des_port dist {
        [0   : 5   ] :/ 5,
        [6   : 100 ] := 1,
        [101 : 200 ] := 1,
        [201 : 255 ] := 1
      };
    }

    function void post_randomize();
      begin
        $display("src port : %0x",src_port);
        $display("des port : %0x",des_port);
        $display("length   : %0x",length);
      end
    endfunction
  endclass

  initial begin
    frame_t frame = new();
    integer i,j = 0;
    for (j=0;j < 4; j++) begin
      $display("-------------------------------");
      $display("Randomize Value");
      $display("-------------------------------");
      i = frame.randomize();
    end
    $display("-------------------------------");

打印结果如下：
	
 -------------------------------
 Randomize Value
 -------------------------------
 src port : 0
 des port : 36
 length   : bd
 -------------------------------
 Randomize Value
 -------------------------------
 src port : 2
 des port : 5e
 length   : 43b
 -------------------------------
 Randomize Value
 -------------------------------
 src port : 2
 des port : 83
 length   : 4fe
 -------------------------------
 Randomize Value
 -------------------------------
 src port : 2
 des port : e4
 length   : 6d9
 -------------------------------

2.  使用randc变量 ———— 随机产生1-10(1-100,1-10000)的随机数，且各个数字只出现一次；
program automatic dist10;
  class transaction;
    randc bit[31:0]    data;
    
    constraint data_c{ data >0; 
                       data <= 10;} 
                       
    function void post_randomize() ;
      $display("***%0d",data) ;
    endfunction
  endclass

initial begin
  transaction  tr=new();
  for(int i=0; i<10; i++)begin
    tr.randomize();
  end
end

endprogram

打印结果如下：
***4
***8
***9
***5
***3
***7
***2
***6
***10
***1

3. 使用数组函数shuffle ———— 随机产生1-10(1-100,1-10000)的随机数，且各个数字只出现一次
program gen_data;
  bit[31:0] a[10];     //定义容量为10的数组；

  initial begin
    for(int i=0; i<10; i++) begin
      a[i] = i;
    end

    a.shuffle() ;   //乱序处理
    for(int i=0; i<10; i++) begin
      $display("data= %0d", a[i]);
    end
  end

endprogram

打印结果如下：
data=8;
data=6;
data=7;
data=9;
data=5;
data=0;
data=1;
data=4;
data=2;
data=3;

参考：https://blog.csdn.net/weixin_34357962/article/details/85713203

最后

以上就是笑点低斑马为你收集整理的随机化策略——随机变量rand、约束constraint、权重dist、随机数产生示例一、随机变量类型二、随机化约束操作三、启动随机化——randomize( )函数四、关闭或打开随机变量与约束——rand_mode( )和constraint_mode( )五、代码示例——随机数产生、权重的应用的全部内容，希望文章能够帮你解决随机化策略——随机变量rand、约束constraint、权重dist、随机数产生示例一、随机变量类型二、随机化约束操作三、启动随机化——randomize( )函数四、关闭或打开随机变量与约束——rand_mode( )和constraint_mode( )五、代码示例——随机数产生、权重的应用所遇到的程序开发问题。

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