UVM中add_typewide_sequence和add_sequence的区别

我们在用uvm_sequence_library的时候，会遇到三种方式往uvm_sequence_library添加sequence，分别是：

1. function void add_sequence(uvm_object_wrapper seq_type);
2. function void add_typewide_sequence(uvm_object_wrapper seq_type);
3. function void add_typewide_sequences(uvm_object_wrapper seq_types[$]);

第2和第3种方式类似，第3种是一下子添加多个sequence，它内部原理就是调用第2种的函数，因此在本质上，只有第1和第2种这两类区别。第1种方式是往sequences队列里push sequences。第2种方式是往m_typewide_sequences队列里push sequences。sequences和m_typewide_sequences的定义如下，它们都是uvm_object_wrapper类型，因此sequence在push的时候，要采用sequence_name::get_type()的方式加入。

protected uvm_object_wrapper sequences[$];
static protected uvm_object_wrapper m_typewide_sequences[$];

下面分别说下两种push有何不同。

1. add_sequence(uvm_object_wrapper seq_type)

它的代码如下：

function void add_sequence(uvm_object_wrapper seq_type);
  if (m_dyn_check(seq_type))
    sequences.push_back(seq_type);
endfunction

可以看出add_sequence(xxx)函数很简单，就是往sequences队列里push sequence的uvm_object_wrapper类型。

在m_dyn_check(xxx)函数里会检查push进来的sequence不能是非uvm_sequence_base类型的，且不能重复。只有都不满足以上两者条件，才能被push进sequences队列里。而且我们根据sequences队列的定义可以看出，它没有带static修饰，也就是说，uvm_sequence_library例化多份instance的话，它也会跟着被例化多份，多个instance里的sequences队列互不共享。这一点是和m_typewide_sequences队列有着本质区别的。

function bit m_dyn_check(uvm_object_wrapper seq_type);
  if (!m_check(seq_type,this))
    return 0;
  foreach (sequences[i])
    if (sequences[i] == seq_type)
      return 0;
  return 1;
endfunction

m_check(xxx)函数定义如下，它就是单纯的判断seq_type，如果seq_type是uvm_sequence_base类型的，就返回1，否则返回0。

function bit m_check(uvm_object_wrapper seq_type, this_type lib);
  uvm_object obj;
  uvm_sequence_base seq;
  uvm_root top;
  string name;
  string typ;
  obj = seq_type.create_object();
  name = (lib == null) ? type_name : lib.get_full_name();
  typ = (lib == null) ? type_name : lib.get_type_name();
  top = uvm_root::get();
 
  if (!$cast(seq, obj)) begin
    `uvm_error_context("SEQLIB/BAD_SEQ_TYPE",
        {"Object '",obj.get_type_name(),
        "' is not a sequence. Cannot add to sequence library '",name,
        "'"},top)
     return 0;
  end
  return 1;
endfunction

2. add_typewide_sequence(uvm_object_wrapper seq_type)

它的代码如下：

static function void add_typewide_sequence(uvm_object_wrapper seq_type);
  if (m_static_check(seq_type))
    m_typewide_sequences.push_back(seq_type);
endfunction

可以看出add_typewide_sequence(xxx)函数也很简单，就是往m_typewide_sequences队列里push sequence的uvm_object_wrapper类型。

m_static_check(xxx)函数和m_dyn_check(xxx)函数类似，这里面会检查push进来的sequence不能是非uvm_sequence_base类型的，且不能重复。只有都不满足以上两者条件，才能被push进m_typewide_sequences队列里。

function bit m_static_check(uvm_object_wrapper seq_type);
  if (!m_check(seq_type,null))
    return 0;
  foreach (m_typewide_sequences[i])
    if (m_typewide_sequences[i] == seq_type)
      return 0;
  return 1;
endfunction

从m_typewide_sequences队列和add_typewide_sequence(xxx)函数的定义我们可以看出，它们都是static类型的，也就是就算uvm_sequence_library有多份不同的instances，m_typewide_sequences在它们之间是共享的。因此，放在m_typewide_sequences队列里的sequences是打算被多个uvm_sequence_library(包含从它扩展出的子类libraries)共享的话，就可以用add_typewide_sequence(xxx)函数把它们加入到m_typewide_sequences队列里。如果要被某个uvm_sequence_library私自独享的话，就需要用add_sequence(xxx)函数把它们加入到sequences队列中。

3. 注意事项

在uvm_sequence_library调用new(xxx)函数例化的时候，会自动调用init_sequence_library()函数，这个函数的定义如下：

function void init_sequence_library();
  foreach (this_type::m_typewide_sequences[i])
    sequences.push_back(this_type::m_typewide_sequences[i]);
endfunction

init_sequence_library()函数会自动把m_typewide_sequences队列里的内容复制到sequences队列里，因为uvm_sequence_library随机选择sequence时看的是sequences队列里的sequence。

因此大家要注意的是，如果在uvm_sequence_library例化之前，通过uvm_sequence_library::add_typewide_sequence(xxx)方式放到m_typewide_sequences队列里的sequences会自动也复制到sequences队列里。但如果是在uvm_sequence_library例化之后，才调用add_typewide_sequence(xxx)方式放到m_typewide_sequences队列里的sequences，需要自己再调用下init_sequence_library()函数。

下面是一段UVM的例子，selection_mode为UVM_SEQ_LIB_RAND，它会按平均权重随机在sequences队列挑出sequence。

UVM_SEQ_LIB_RAND: begin
        valid_rand_selection.constraint_mode(1);
        valid_sequence_count.constraint_mode(0);
        for (int i=1; i<=sequence_count; i++) begin
          if (!randomize(select_rand)) begin
            `uvm_error("SEQLIB/RAND_FAIL", "Random sequence selection failed")
            break;
          end
          else begin
            wrap = sequences[select_rand];
          end
          execute(wrap);
        end
        valid_rand_selection.constraint_mode(0);
        valid_sequence_count.constraint_mode(1);
      end

下面是另一段UVM的例子，selection_mode为UVM_SEQ_LIB_USER，也是用户可以自动的方式。因此用户需要select_sequence(xxx)函数来完成自己挑选算法。

UVM_SEQ_LIB_USER: begin
        for (int i=1; i<=sequence_count; i++) begin
          int user_selection;
          user_selection = select_sequence(sequences.size()-1);
          if (user_selection >= sequences.size()) begin
            `uvm_error("SEQLIB/USER_FAIL", "User sequence selection out of range")
            wrap = REQ::get_type();
          end
          else begin
            wrap = sequences[user_selection];
          end
          execute(wrap);
        end
      end

select_sequence(xxx)函数定义如下，用户用systemverilog语法的virtual override就可以实现自定义挑选sequence的算法了。

function int unsigned select_sequence(int unsigned max);
  static int unsigned counter;
  select_sequence = counter;
  counter++;
  if (counter >= max)
    counter = 0;
endfunction