systemverilog课件.ppt

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1、2022-8-12HUST2uSystem verilog简介u验证方法学u为什么要学习SV？u相关知识的了解u主要应用uSV与verilog的区别u重点语法简单介绍SystemVerilog简称为SV语言，是一种相当新的语言，它建立在Verilog语言的基础上发展出来的。SystemVerilog结合了来自 Verilog、C/C+的概念，还有验证平台语言和断言语言，也就是说，它将硬件描述语言（HDL）与现代的高层级验证语言（HVL）结合了起来。使其对于进行当今高度复杂的设计验证的验证工程师具有相当大的吸引力。 2022-8-123/16HUSTSystemverilog除了作为一种高层次，

2、能进行抽象建模的语言被应用外，它的另一个显著特点是能够和芯片验证方法学结合在一起，即作为实现方法学的一种语言工具。使用验证方法学可以大大增强模块复用性、提高芯片开发效率，缩短开发周期。芯片验证方法学中比较著名的有：VMM、OVM、AVM和UVM等。2022-8-124/16HUST2022-8-12HUST5有如下优点：）同时支持设计和验证的标准语言。）支持约束随机的产生。）支持覆盖率统计分析。）支持断言验证。）面向对象的编程结构，有助于采用事务级的验证和提高验证的重用性。6 ) 有多种验证方法学的支持2022-8-12HUST6 新增接口（新增接口（interface） 类似类似C语言中的数

3、据类型，如语言中的数据类型，如int 用户自定义类型（用户自定义类型（typedef） 枚举类型、结构体和联合体枚举类型、结构体和联合体 类型转换类型转换($cast、强制类型转换、强制类型转换) package +、-、+=等类等类C赋值操作赋值操作通过引用通过引用(ref)传送到任务、函数和模块传送到任务、函数和模块2022-8-12HUST7/16SystemVerilog与Verilog语言相比，新增了的许多用于FPGA设计功能，具有比verilog更清晰、准确、简洁的硬件描述能力，FPGA供应商和EDA工具供应商的综合工具使SystemVerilog的设计拥有比在Verilog更容易

4、理解的风格和较高的抽象层次的描述，加快了编码进程和可重用性。(参考文档：Using SystemVerilog for FPGA Design 中文.docx)2022-8-12HUST8/161、编写受控随机的、分层的、可重用的测试平台的能力Test。Verilog编写测试平台的能力就相当于采用最基本的C语言结构编程，而采用SystemVerilog编写测试平台则相当于采用C+按照面向对象的思想编程。 2、在设计描述和测试平台中添加断言的能力Assertion。断言这个工具，在软件开发中早就广泛应用了。在单元测试、集成测试和功能覆盖率评估中，断言都是一个很强大的工具。3、更高抽象层次的系统描

5、述能力Architectural modeling。OOP、Dynamic Threads、Interprocess Communication、行为级和事物级的描述能力，从名称上看来确实高级。2022-8-12HUST9/16数据类型 除了 已提供的硬件设计所需要的网线和变量等数据类型外， 增加了很多新的数据类型来帮助描述更抽象的硬件行为，如图所示，这些新增加的数据类型主要是与 语言的数据类型类似，这里介绍验证中主要使用到的部分。新增的主要数据类型主要有下面几种：两态 （）数据类型枚举类型和用户自定义类型动态数组、关联数组和队列联合体和结构体字符串类2022-8-12HUST10/16Sys

6、temVerilog断言（简称SVA）是verilog引入的新的验证方法中的一种，它是对设计属性（行为）的描述，它是用描述性语言来描述设计的属性。在仿真过程中，如果一个被描述的属性不是我们期望的那样，那么断言就会失败；或者在仿真过程中，如果出现了一个不应该出现的属性，那么断言也会失败。 SVA是一种描述性语言，可以完美地描述和控制时序相关的问题，而且语言本身简洁易读，容易维护。SVA还提供了许多内嵌的函数用于测试特定的时序关系和自动收集功能覆盖率数据。并且当断言失败时，仿真系统会根据失败断言的严重程度来决定是打印一条错误提示信息还是退出仿真过程，便于定位出错的位置。2022-8-12HUST1

7、1/16SVA可以在以下地方监视信号间的各种时序关系：（1）设计模块的内部；（2）模块与模块间的连接信号；好处：（1）和 RTL 代码放在一起进行综合，用于调试；（2）进行设计的功能覆盖。2022-8-12HUST12/16SystemVerilog在Verilog语言基础上扩展了“接口”（interface）结构，接口给模型提供了一种新的方式，通过使用接口可以简化大型复杂设计的建模和验证。接口反映的是模块与模块之间的互连，对Verilog来说，主要通过模块的端口表现。2022-8-12HUST13/16Verilog模块的端口提供了一种描述设计模块的端口提供了一种描述设计中模块之间连接关系的

8、方式，这种方中模块之间连接关系的方式，这种方式直观明了，但在大型复杂设计中，式直观明了，但在大型复杂设计中，有很多缺点：有很多缺点：在多个模块中必须重复声明端口在多个模块中必须重复声明端口在不同模块中有声明不匹配的风险在不同模块中有声明不匹配的风险设计规范中的一个改动需要修改多个设计规范中的一个改动需要修改多个模块模块在多个模块中通信协议也必须重复在多个模块中通信协议也必须重复 例如有三个模块对一个共享存储器例如有三个模块对一个共享存储器进行读写操作，那么在这三个模块中，进行读写操作，那么在这三个模块中，读写操作的控制逻辑必须重复描述读写操作的控制逻辑必须重复描述5. 限制了抽象的自顶向下的设

9、计限制了抽象的自顶向下的设计 用模块端口连接时，设计的具体互用模块端口连接时，设计的具体互连必须在设计周期的早期确定，而不连必须在设计周期的早期确定，而不能在一个不需要考虑设计细节的抽象能在一个不需要考虑设计细节的抽象层面上描述。层面上描述。2022-8-12HUST14/16SystemVerilog增加了新增加了新的端口类型的端口类型接口，接口接口，接口允许许多信号合成一组由允许许多信号合成一组由一个端口表示，只需在一一个端口表示，只需在一个地方对组成接口的信号个地方对组成接口的信号进行声明，使用这些信号进行声明，使用这些信号的模块只需一个接口类型的模块只需一个接口类型的端口。的端口。20

10、22-8-12HUST15/16接口不仅仅是一组连接线，它也可以封装模块间通信的所有细节。使用接口可以：（1）在一个地方接口中定义通信所需的各个信号和端口；（2）在接口中定义通信协议；（3）在接口中直接建立协议校验和其它验证程序。2022-8-12HUST16Thank you进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故

11、乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过

12、了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅