在UVM中更轻松地进行内存管理

典型的SOC由多个接口组成，这些接口可以访问设计中的存储器。当我们验证这样的设计时，我们需要确保各种接口的内存访问不会重叠，从而导致数据完整性丢失。

当使用涉及多个接口的基于System Verilog的验证环境进行验证时，我们需要对激励提供简洁的约束，以确保这些访问不会重叠并导致数据完整性丢失。

验证工程师通常不得不花费大量时间调试所施加的约束，而这种约束形式导致刺激的约束，这是一条非常危险的道路。

随着基于 UVM 的单例内存管理器的引入，随着 UVM 提供的内存管理类的可用性，此任务的实现变得更加友好。但是，这些新的验证组件仍然不是专门为开发涉及多个主站的环境而设计的。我们在这里开发的“简易内存管理器”最大限度地利用了现有的UVM方法，并且还提供了多个主服务器之间更轻松的内存访问。

什么是 UVM 内存管理器？

关于uvm_mem_mam类的资源非常稀缺，因此，如果读者对其功能没有太多了解，这是可以理解的。在继续讨论内存管理器提供的功能之前，我们想简要介绍一下默认 UVM 内存管理器的功能。

UVM 中有四个与内存管理关联的类。它们在下面提到 -

uvm_mem_mam_cfg – 它允许我们选择要由管理器管理的字节数以及开始和结束偏移量。

uvm_mem_mgr - 它是由希望分配内存的静态/动态实体启动的。

uvm_mem_alloc_policy – 它还可用于控制经理的开始和结束偏移，并根据我们的要求约束这些变量。

uvm_mem_region – 这些区域表示要由内存管理器分配的区域。这些区域包含起始偏移量和由管理器分配的字节数。

现在，我们已经简要了解了默认内存管理器的操作以及与 UVM 中的内存管理关联的类，让我们看看我们在内存管理器中的此现有功能上添加了什么。

支持的功能

“简易内存管理器”支持以下功能集，可以在各种项目之间重复使用：

整个内存分为三个维度的内存、主内存和分配的区域，支持这三个维度上的区域分配和释放。

将记忆划分为虚拟区域。

运行时分配和区域发布。

多个主节点的非重叠分配。

通过提供要分配的区域的物理地址和字节数来分配区域。

可以保留内存块，以便任何主服务器都无法访问它。

提供有关已分配区域的详细信息的调试机制。

根据.xls文件的输入创建内存。

顶部寄存器块和管理器可通过脚本进行配置。

即插即用，因此可以直接在任何现有的UVM环境中使用。

建筑

本节描述了内存管理器的结构以及将引入“简易内存管理器”的环境。管理器由顶部的 uvm_reg_块组成，该块包含各个存储器（例如 – 闪存、JTAG、SRAM 等）。各个存储器是根据.xls文件中提供的数据创建的。各个内存类配置可根据项目要求完全自定义。以类似的方式，我们可以通过脚本的命令行选项配置顶部内存。管理器是单例，因此不会有数据重复。

图 1 使用简易内存管理器的环境

图 2 使用简易内存管理器分配和取消分配内存区域

表1 管理器中的方法列表

在这里，我们展示了如何在多主方案中使用“简易内存管理器”的场景。存储器由两个主站访问，一个是SPI主站，另一个是以太网主站，它们正在执行自己的测试序列。在此示例中，您可以观察主节点在访问内存时提供的唯一编号如何使用户能够更好地控制测试用例中的区域处理。此外，用户无需了解RAL模型中存储器的结构。他可以简单地提供实际地址，经理足够聪明，可以根据地址保留区域。

图 3 主节点在保留/释放区域时与管理器的交互

最初，整个内存范围都可用，SPI 主站请求两个区域，以便它可以在这些区域上启动其序列。

同样，以太网主站也请求了三个区域。以太网主站和SPI主站的区域将通过主站在分配时作为参数传递的主控号来区分。

SPI 主站已完成其序列，并通过在调用释放函数时指定其唯一主控号来释放其分配的两个区域。

以太网主机现在希望访问先前分配给 SPI 主机的区域。因此，它将通过指定物理地址来请求这些区域。

以太网序列已经完成，它将释放它所请求的区域。

集成步骤

图4 集成步骤

向 XLS 提供输入–在.xls文件中以适当的格式写入数据以创建单独的内存。

通过脚本生成记忆和reg_block – 使用适当的命令行选项运行脚本。如果未提供命令行选项，则使用默认选项。

以环境中的经理实例为例 – 存储器和管理器将根据.xls文件和命令行选项中提供的数据创建。在要访问管理器的组件中创建管理器的对象实例。

获取管理器的句柄 – 管理器的实例需要获取管理器的句柄，因为它是单例。管理器由返回单一实例句柄的方法组成。

通过句柄访问方法– 可以使用管理器的句柄访问管理器的方法。

“简易内存管理器”本质上是通用的，可以在任何现有的基于UVM的验证环境中使用。管理器包易于配置，可以扩展到任何特定于项目的环境中，而无需对内部代码进行任何更改。

在 eInfochips，我们在系统、子系统和 IP 级环境中使用此内存管理器，并取得了预期的结果。我们已经使用探索和NCSim模拟器验证了这个组件。

审核编辑：郭婷