UVM分层验证：协议独立层与交易流构建

UVM（Universal Verification Methodology）是一种广泛应用于硬件验证的标准框架，其分层验证环境架构对于理解和管理复杂的系统验证至关重要。在设计和实现UVM时，遵循分层原则可以提高代码的可重用性和可维护性。本文档关注的是如何在UVM环境中构建层次化的架构，以适应多种标准协议如PCIe、USB 3.0和MIPI LLI，这些协议都具有交易层、传输层和物理层等层次结构。 首先，许多协议的定义是基于层次的，这有助于分解和模拟底层通信。例如，在PCIe中，我们需要处理交易、事务总线交互等，而在USB 3.0和MIPI LLI中，可能涉及到数据包的传输和物理信号的处理。为了在这些协议之上创建独立于特定标准的验证组件，比如使用TLM 2.0 GP（Transaction Level Modeling）进行高级别的模拟，我们需要将高级协议的序列项分解为较低级别的子项。这涉及到设计一个分层组件，该组件负责： 1. **子序列器的组织**：对于每个非叶（leaf）级别的协议层，组件需要包含一个子序器，这些子序器负责执行底层的测试操作。 2. **翻译器的构建与连接**：对于非叶级，需要创建并连接相应的翻译器，它们负责将高层的请求或响应转换为底层的协议表示，并确保上下层之间的协调。 3. **协议代理的接口**：组件必须有一个接口到叶级协议代理，这个代理可能是组件的一部分，也可能是外部组件。代理负责执行实际的协议交互。 4. **重构监视器的可能使用**：为了更好地理解高层行为，可以在非叶级别添加重构监视器，用于捕获和分析由低层活动引发的高层事件。 5. **外部分析接口**：组件还应创建并连接外部分析端口，以便外部分析工具或自定义检查器能够访问和分析低层的数据流。 通过这种架构，验证人员可以更加灵活地针对不同层次进行独立的测试，同时保持对整个系统行为的理解。这样的设计允许工程师在不改变底层协议的情况下，对上层协议的功能进行验证，提升了验证效率和测试的针对性。因此，UVM的分层验证环境不仅有助于简化复杂系统的验证流程，而且增强了验证的模块化和可扩展性。