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UVM序列篇之六:sequencer和sequence(下)

上一篇 / 下一篇  2018-02-04 14:22:48 / 个人分类:验证系统思想

sequencer的仲裁特性及应用

在之前我们就谈到了,uvm_sequencer类自建了仲裁机制用来保证多个sequence同时挂载到sequencer时,可以按照规则允许特定的sequence中的item优先通过。在实际使用中,我们可以通过uvm_sequencer::set_arbitration(UVM_SEQ_ARB_TYPE val)来设置仲裁模式。这里的仲裁模式UVM_SEQ_ARB_TYPE有下面几种值可以选择:

  • UVM_SEQ_ARB_FIFO :默认模式。来自于sequences的发送请求,按照FIFO先进先出的方式被依次授权,和优先级没有关系。

  • UVM_SEQ_ARB_WEIGHTED:不同sequence的发送请求,将按照它们的优先级被随机授权。

  • UVM_SEQ_ARB_RANDOM :不同的请求会被随机授权,而无视它们的抵达顺序和优先级。

  • UVM_SEQ_ARB_STRICT_FIFO:不同的请求,会按照它们的优先级以及抵达顺序来依次授权,因此与优先级和抵达时间都有关。

  • UVM_SEQ_ARB_STRICT_RANDOM:不同的请求,会按照它们最高的优先级被随机授权,与抵达时间无关。

  • UVM_SEQ_ARB_USER:用户可以自仲裁机制方法user_priority_arbitration()来裁定哪个sequence的请求优先被授权。


在上面的仲裁模式中,与priority有关的模式有UVM_SEQ_ARB_WEIGHTED、UVM_SEQ_ARB_STRICT_FIFO和UVM_SEQ_ARB_STRICT_RANDOM。这三种模式的区别在于,UVM_SEQ_ARB_WEIGHTED的授权会落到各个优先级的请求上面,而UVM_SEQ_ARB_STRICT_RANDOM则只会将授权随机安排到最高优先级的请求上面,UVM_SEQ_ARB_STRICT_FIFO则不会随机授权,而是严格按照优先级以及抵达顺序来依次授权。没有特别要的要求,则用户不需要再额外自定义授权算法,因此使用UVM_SEQ_ARB_USER这一模式的情况不多见,其它的模式可以满足绝大多数的仲裁需求。


鉴于sequence在传送的优先级可以影响sequencer的仲裁授权,我们有必要结合sequencer的仲裁模式选择和sequence发送的优先级参数设置给出一段例码。通过这段例码,希望读者可以掌握如何设置仲裁模式和优先级的传递。



输出结果:



上面的例码中,seq1、seq2、seq3在同一时刻发起传送请求,通过`uvm_do_prio_with的宏,在发送sequence时可以传递优先级参数。由于将seq1与seq2设置为同样的高优先级,而seq3设置为较低的优先级,这样在随后的UVM_SEQ_ARB_STRICT_FIFO仲裁模式下,可以从输出结果看到,按照优先级高低和传送请求时间顺序,先将seq1和seq2中的item发送完毕,随后将seq3发送完。


除了在上面的sequence遵循仲裁机制,将自身的item发送完才结束自身的正常模式以外,在一些特殊情形下,有一些sequence需要有更高的权限取得sequencer的授权来访问driver。 例如需要响应中断的情形下,用于处理中断的sequence应该有更高的权限来获得sequencer的授权。为此,uvm_sequencer提供了两种锁定机制,分别可以通过lock()和grab()方法实现。这两种方法的区别在于:

  • lock()与unlock()这一对方法可以为sequence提供排外的访问权限,但前提条件是,该sequence首先需要按照sequencer的仲裁机制获得授权。而一旦sequence获得授权,则无需担心权限被收回,只有该sequence主动unlock它的sequencer主动解锁,才可以释放这一锁定的权限。lock()是一种阻塞的任务,只有获得了权限,它才会返回。

  • grab()与ungrab()也可以为sequence提供排外的访问权限,而且它只需要在sequencer下一次授权周期时就可以无条件地获得授权。与lock方法相比,grab方法无视同一时刻内发起传送请求的其它sequence,而唯一可以阻止它的只有已经预先获得授权的其它lock或者grab的sequence。


这里需要注意的是,由于“解铃还须系铃人”,如果sequence使用了lock()或者grab()方法,必须在sequence结束前调用unlock()或者ungrab()方法来释放权限,否则sequencer会进入死锁状态而无法继续为其余sequence授权。下面的给出一段例码,用来展示如何使用上述的方法实现锁定的sequence传送方式。



输出结果:



结合例码和输出结果,我们从中可以发现如下几点:

  • 对于locks,在10ns时,它跟其它几个sequence一同向sequencer发起请求,按照仲裁模式,sequencer先后授权给seq1、seq2、seq3,最后才授权的locks。而locks在获得授权之后,就可以一直享有权限,而无需担心权限被sequencer收回。直到在locks结束前,用户需要通过unlock()方法返还权限。

  • 对于grabs,尽管他在20ns时就发起了请求权限(实际上seq1、seq2、seq3也在同一时刻发起了权限请求),而由于权限已经被locks占用,所以它也无权收回权限。因此只有当locks在40ns结束时,grabs才可以在sequencer没有被锁定权限的状态下获得权限,而grabs获得权限是无视同一时刻发起请求的其它sequence的。同样地,在grabs结束前,也应当通过ungrab()方法释放权限,防止sequencer的死锁行为。


至此,我们就将sequence/item发送的方法和宏,以及sequence与sequencer之间的仲裁和授权请求方式为读者介绍完毕。下一节《sequence的层次化》将作为本章的最后一部分,为大家介绍层次化的sequence形式,使得可以了解layering sequence、virtual sequence和virtual sequencer等高层次的用法。


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