第18篇 :深入剖析systemverilog中 randomize 失败案例启示录（一）

news2024/11/13 4:09:48

经过前面章节的理论学习，我们对systemverilog中的随机约束，有一定的了解，那么，今天开始，着重讲述一些工作中遇到的困惑。主要通过一些例子，层层递进，举一反三，源于实践，剖析书本中没有提到硬性知识。

案例源代码

我们先看一个例子，例子很简单，但是却暴露了一些问题，百思不得其解。

`timescale 1ns/1ps 
`include "uvm_macros.svh"
import uvm_pkg::*;

class my_obj1 extends uvm_test;

  `uvm_component_utils(my_obj1)
   
   rand int  src=4;
   
   rand int dst=2;
   constraint dst_c {
      dst inside {[5:9]};
   }

   rand bit [3:0]  crc = 4'b0111;
   constraint crc_c {
      crc inside {5,6,7,8};
   }

  function new(string name = "my_obj1" , uvm_component parent = null );
    super.new(name, parent);
  endfunction // new

  extern virtual function print ();

  virtual task run_phase(uvm_phase phase);
     super.run_phase(phase);
     this.print();
  endtask 

endclass //

function my_obj1::print();
   `uvm_info(get_type_name(),$psprintf("%0h,%0h,%0h",src,dst,crc),UVM_LOW)
endfunction

//

module tb();
  
import uvm_pkg::*;
`include "uvm_macros.svh"

  initial begin
    run_test("my_obj1");
  end

endmodule // tb
//

这里，构造了一个最简单的基于UVM方法学的验证测试平台。其中，我们定义了三个可随机的变量：src, dst，crc。

rand int src=4; // 定义 rand int 类型的src 变量，并且赋值初始化为 4

rand int dst=2; // 定义 rand int 类型的src 变量，并且赋值初始化为2
constraint dst_c { // 声明约束 block: dst_c ，
dst inside {[5:9]}; // 约束dst 可能取值：5，6，7，8，9
}

rand bit [3:0] crc = 4'b0111; // 定义 rand bit 类型的src 变量，并且赋值初始化为 4'b0111
constraint crc_c { // 声明约束 block: crc_c ，
crc inside {5,6,7,8}; // 约束dst 可能取值：5，6，7，8
}

症状1：

尽管多次运行，为什么始终得到如下结果，而不是随机可能数值呢？

运行仿真上述代码，得到如下结果：

另外，如下图标注，随机变量 dst,crc 的初始化赋值，和约束block 约束取值范围，冲突与否，并不影响仿真。可以理解：在不调用 randomize() 函数的时候，不激活约束block constraint 行为。

分析1：

可见：三个随机变量的取值，均为初始化的被赋值。而并不是随机化的可能取值区间。这是因为，在创建my_obj1 类的时候，并没有显式的调用 my_obj1.randomize() 函数，所以不会去做类内部随机变量的随机行为。

症状2：

我们修改上面例子，在类的 new 函数总，调用 randomize(), 看看会有什么效果？

`timescale 1ns/1ps 
`include "uvm_macros.svh"
import uvm_pkg::*;

class my_obj1 extends uvm_test;

  `uvm_component_utils(my_obj1)
   
   rand int  src=4;
   
   rand int dst=2;
   constraint dst_c {
      dst inside {[5:9]};
   }

   rand bit [3:0]  crc = 4'b0111;
   constraint crc_c {
      crc inside {5,6,7,8};
   }

  function new(string name = "my_obj1" , uvm_component parent = null );
    super.new(name, parent);
    this.randomize();  // 新增 randomize 调用
  endfunction // new

  extern virtual function print ();

  virtual task run_phase(uvm_phase phase);
     super.run_phase(phase);
     this.print();
  endtask 

endclass //

function my_obj1::print();
    `uvm_info(get_type_name(),$psprintf("%0h,%0h,%0h",src,dst,crc),UVM_LOW)
endfunction

//

module tb();
  
import uvm_pkg::*;
`include "uvm_macros.svh"

  initial begin
    run_test("my_obj1");
  end

endmodule // tb