眾所周知的事實是，驗證消耗了大約 70% 的產(chǎn)品周期時間，根據(jù) 2018 年進行的一項調(diào)查，驗證工程師花費大約 44% 的時間進行調(diào)試。 SoC 復(fù)雜性的增加導(dǎo)致驗證環(huán)境中使用的組件數(shù)量增加，這導(dǎo)致日志文件龐大，因為從這些組件中打印了一些信息。改進這些日志變得勢在必行，因為它們是最常用的調(diào)試手段之一。這就需要開發(fā)一種定制打印機，它可以有效地打印有用的信息以進行調(diào)試。自定義事務(wù)打印機，稱為 xaction_custom_printer，是一種自定義打印機，有助于提高調(diào)試效率，減少日志大小，提高可讀性，從而提高整體生產(chǎn)力。

隨著片上系統(tǒng)（SoC）設(shè)計面積和復(fù)雜性的增加，驗證的責(zé)任和工作量巨大，成為整個SoC設(shè)計流程的瓶頸。因為驗證就是檢查設(shè)計的正確性，所以任何驗證環(huán)境中最關(guān)鍵的部分之一就是預(yù)期輸出計算。此類 SoC 的每個模塊之上都有許多驗證組件，每個設(shè)計驗證組件通常由一個監(jiān)視器組成。這些預(yù)期和實際輸出由監(jiān)視器觀察，監(jiān)視器直接/間接在日志中打印此信息。

如果實際輸出與預(yù)期輸出之間存在任何差異，則設(shè)計驗證工程師會花費大量時間進行調(diào)試。盡管有冗長的機制，但驗證工程師需要最少的消息進行調(diào)試，因為通常會有非常長的日志包含詳盡的事務(wù)數(shù)據(jù)包。為了解決這個問題，開發(fā)了 xaction_custom_printer。

第 2 節(jié)解釋了定制轉(zhuǎn)換打印機如何解決驗證工程師面臨的問題以及對這個組件的需求。第 3 節(jié)展示了如何開發(fā)組件的基本思想。第 4 節(jié)顯示了可以使用此自定義事務(wù)打印機的兩種方式以及一些代碼，以便更好地理解。第 5 節(jié)強調(diào)了自定義事務(wù)打印機相對于使用通用事務(wù)數(shù)據(jù)包的行、樹和表格打印機的優(yōu)勢。

為什么我們需要自定義事務(wù)打印機？

在驗證過程中，尤其是在初始階段，當(dāng) RTL 設(shè)計不成熟時，在測試過程中可能會出現(xiàn)很多故障。工程師可以通過日志文件識別故障原因。通常情況下，工程師需要查看交易數(shù)據(jù)包以查看特定變量在特定時間戳的狀態(tài)。理想情況下，日志文件中會打印數(shù)百個此類數(shù)據(jù)包以進行測試。

以任何協(xié)議的數(shù)據(jù)包為例，它包含很多信息，如地址、讀地址、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)、操作（讀/寫）和模式（單次/突發(fā)）。數(shù)據(jù)包中的這些變量中的至少一個可以具有數(shù)組。對于數(shù)組大小從幾十到幾百不等的情況，日志文件會變得非常龐大，這些數(shù)據(jù)包會打印多次。除此之外，調(diào)試過程還需要花費大量時間查看這些日志。在這些日志中，來自組件的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包被非常頻繁地打印出來，并在每次從組件調(diào)用它們時以不同的時間戳顯示存儲在其中的數(shù)據(jù)。為了調(diào)試，當(dāng)使用 uvm_default_table_printer 時日志的數(shù)組大小很大時，用戶需要在日志中來回切換。

SystemVerilog UVM包含一個 uvm_printer 類，它為打印各種格式的 uvm_objects 提供了一個接口。uvm_printer 的子類型實現(xiàn)不同的打印格式或策略。這些子類型包括 uvm_printer、uvm_line_printer、uvm_tree_printer、uvm_table_printer。我們已經(jīng)開發(fā)了一個用戶定義的打印機，它將致力于消除 uvm_table_printer 的缺點。

xaction_custom_printer 是從 uvm_printer 擴展而來的，打印機的輸出格式看起來像是 uvm_table_printer 和 uvm_line_printer 的混合體，因此結(jié)合了兩者的優(yōu)點。xaction_custom_printer 簡潔地顯示數(shù)據(jù)包，以像表格打印機一樣分區(qū)良好的方式顯示變量的名稱和值，并且在某種程度上類似于行式打印機的多行。

這臺打印機的輸出可以在一行中使用，直到某個預(yù)定義的字符，之后它會在不同的行中繼續(xù)。這種類型的輸出在數(shù)組很大的地方很容易閱讀。如果在 uvm_table_printer 中打印了相同的數(shù)組，工程師將需要多次上下滾動日志。由于是單行，所以不需要上下多次。打印機的格式允許清楚地看到變量的名稱和值，這是調(diào)試所需的全部內(nèi)容。

這臺打印機是如何開發(fā)的？

為了開發(fā)自定義打印機，所需的打印格式在 emit（） 函數(shù)中進行了編程，該函數(shù)覆蓋了父類 （uvm_printer） 的相同函數(shù)。此處顯示了有關(guān)如何開發(fā)組件的基本思想的圖示。

圖 1. 如何開發(fā)自定義事務(wù)打印機的頂級理念

如何使用這臺打印機？

用戶只需要將文件包含在包或文件列表中即可包含在編譯流程中，并且需要將其作為函數(shù)調(diào)用。有兩種使用本打印機的方法。

默認(rèn)打印機機制 - 用戶可以將此打印機設(shè)置為 uvm_default_printer，如下圖 2 所示，因此項目/SoC 中的所有打印都將以這種格式打印。

圖 2. 將自定義事務(wù)打印機設(shè)置為 uvm_default_printer

選擇性打印機機制 - 用戶只能通過在 sprint 中的交易項目的 convert2string 中傳遞打印機來為僅選定的塊配置此打印機，如下面的圖 3 所示。

圖 3：為選定塊使用 xaction_custom_printer 的方法

為了用這臺打印機打印數(shù)據(jù)包，可以通過調(diào)用這個函數(shù)來完成，如下圖4所示。

圖 4：使用 convert2string 打印交易項目的方法

用戶還可以使用自定義事務(wù)打印機打印事務(wù)數(shù)據(jù)包，以便將數(shù)組打印在單獨的行中，并將標(biāo)量變量保持在同一行中。這種類型的交易數(shù)據(jù)包打印機制將幫助用戶一次讀取數(shù)組內(nèi)容。5.5 節(jié)展示了這個交易包的外觀示例

插圖

這是一個例子來展示 xaction_custom_printer 相對于其他三個 uvm_printer 的優(yōu)越性。在示例中，我們采用了一個通用數(shù)據(jù)包。以下變量用于解釋此自定義打印機相對于默認(rèn)打印機的優(yōu)勢。

圖 5：uvm_sequence_item 中的通用數(shù)據(jù)包（事務(wù)項）

1.1 使用行式打印機輸出

1.2 使用樹形打印機輸出

5.3 使用臺式打印機輸出

5.4 使用自定義打印機輸出

5.5 使用具有在單獨行中打印陣列的功能的自定義打印機輸出。

定制打印機的優(yōu)勢

顯示調(diào)試最需要的信息

減少日志大小

提高可讀性

通過提高調(diào)試效率來節(jié)省時間

簡潔的外觀

Custom Transaction Printer 是我們在 eInfochips 開發(fā)的一個組件，旨在為驗證工程師面臨的問題之一提供解決方案。使用通用數(shù)據(jù)包示例顯示了這款定制打印機相對于內(nèi)置 uvm 打印機的優(yōu)勢。

審核編輯：郭婷