讲解SystemVerilog中对于process的多种控制方式

描述

 

 Hello everybody,我们接着上期的Process(1)-产生进程的方式继续讲解SystemVerilog中对于process的多种控制方式。  本期黄鸭哥主要给大家讲解 named block、wait_order、wait_fork、disable,还有SystemVerilog中的内建类:process类。

 

 

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Named block

 Block,也就是语句块,SystemVerilog提供了两种类型的语句块,分别是begin…end为代表的顺序语句块,还有以fork…join为代表的并发语句块。  这两种block都是工程项目中常用的block,但是,大家可能都不知道block也是可以命名的,就像我们每个人的名字一样,名字是我们每个人的一个标识。  通过这个标识,我们可以访问block中的变量、parameter等。  

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 图1  图1中,initial begin…end中有两个named block,分别为顺序执行的block_a和并发执行的block_b。  我们可以通过在block的开头和结束编写上标识名,也可以只在开头进行编写;  如果是在block的开头和结束都有对应的标识名,则这两标识名必须相同,否则会编译报错。    

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 图2    从图1和图2中我们还可以看到,int类型的变量和parameter的作用范围都是在各自block范围内的。  所以,我们要记住,如果需要访问block中的变量或者parameter,则需要给block进行命名,并且,block中的变量、parameter都是相互独立的    

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wait_order、wait fork

 SystemVerilog提供了两大类process的控制方式,分别为wait和disable。  wait中又包含了三小类:wait、wait_order、wait fork。  其中,wait相对简单,在这就不说了,黄鸭哥只介绍后两种。  那么,什么是wait_order?  黄鸭哥总结一句:wait_order会阻塞等待多个事件的触发,并且要求这几个事件间发生的顺序和设置的一致  这句话该怎么理解呢?我们来看下例子:    

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 图3  例子中包含3个event,3个event分别在3个并发进程中进行触发,event_1在第50个timeunit被触发,event_2在第30个timeunit被触发,event_3在第100个timeunit的时候被触发。  wait_order需要阻塞到3个事件依次按照event_2、event_1、event_3的顺序进行触发后才能往下执行。这就是wait_order的用法。  wait中另外一个重要的用法是wait fork,关于它的用法,黄鸭哥总结了三句话:  ① wait fork会引起调用进程阻塞,直到它的所有子进程结束  ② wait fork的目的是用来确保所有子进程执行结束  ③ wait fork作用父进程下的子进程,而不包括子进程下的子进程。    

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 图4  图4中initial语句块包含4个子进程,proc_1~proc_4。  其中,proc_4子进程中还含有一个子进程proc_4_1,此进程就是initial语句块的子进程的子进程  按照上面黄鸭哥总结的三点来看,wait fork应该只需要等待到第2个子进程:proc_2执行结束,因为wait fork只会作用到子进程,不会作用到子进程的子进程(不论是fork…join,fork…join_any还是fork…join_none产生的进程)。  我们来看下仿真结果验证下我们的理论:    

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 图5  果然,wait fork只等待到proc_2,在第200个timeunit就打印出了“wait fork finish”。  

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disable 、disable fork

 上面说完了wait,我们接着说SystemVerilog中第二大类的进程控制方式:disable。  disable语句常用的多种方式包括:disable named_block、disable task_name和disable fork等,调用disable语句将会终止指定的进程    

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 图6  图6里调用了disable,终止了对应的带标识名的block,从仿真截图中可以看出,block_1并没有正常结束,而是中途被终止了。    

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 图7  上图中disable proc_a相当于return,它会直接终止当前的task  而关于disable fork,这个是我们工程项目中使用的最多的一类,也是最容易踩坑的一类,disable fork的用法我推荐大家学习下Q哥的一篇文章:disable fork,你真的会用吗?  感兴趣的同学可以点进去看看,他在里面有很详细的描述,黄鸭哥在这里就不多说了。    

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内建类:process

 SystemVerilog中内建了一种class,可以对进程进行访问和控制,此种class就是process,我们先来看下process类的原型:    

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 图8  process类中定义了一个枚举变量state,表示当前进程的几种执行状态:FINISHED,RUNNING,WAITING,SUSPENDED,KILLED  另外,还声明了几种task和function,我们通过下面的表格来简单了解下:  
Method Describe
self() 获取当前进程的句柄,process类不能主动的通过new来进行创建,只能通过initial…begin…end,final…begin…end,4个always procedure,3个fork procedure和dynamic process来产生
status() 获取当前进程的状态:FINISH:    该进程已经结束了RUNNING:  该进程正在运行WAITING:    该进程等待阻塞条件SUSPENDED:该进程停止了,等待resume,当前状态只能通过调用process类中的resume函数来解除KILLED:     该进程被强制终止了
kill() 终止该进程以及该进程的子进程
await() 等待其他进程结束,不能在该进程中,调用该方法,只能是别的进程调用本进程的await()来阻塞本进程
suspend() 挂起该进程
resume() 恢复该进程
srandom(int seed) 设置进程的随机种子
表1  有人会问了,这么多的method,我们都该记住吗?  黄鸭哥觉得不是的,只需要记住这里面常用的几个method:self(),status(),kill()就可以了,我们最后再来看个例子,加深下理解:    

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 图9    

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 图10  图9展示了这三个method的用法,通过self()获取进程的句柄,然后传递给定义的两个process类;  调用status()可以获取到process_1和process_2进程的执行状态,在100个timeunit的时候,process_1已经执行结束,而process_2则处于阻塞状态;  当再次经过100个timeunit时,调用kill()终止了process_2的继续执行,从这里可以看出,要终止一个进程,除了disable、disable fork之外,还可以调用process.kill()。    

总结

 

process就讲到这了,我们再回顾下今天的要点:  1、block可以进行命名,命名之后就可以通过标识名访问block内部的变量和parameter,还可以通过disable named_block终止此block。  2、进程的两大控制方式:wait、disable。  3、SystemVerilog内建类,process类,可以通过process类访问进程和控制进程。  4、三种终止进程的方式:disable、disable fork、process.kill()。   审核编辑 :李倩

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