Interface接口的优势和使用示例

什么引入interface？

将设计和验证从逻辑上和时间上分开，使得两个小组可以相对独立；

IC 设计的复杂度逐渐增加，模块之间的连接也逐渐复杂，传统的 Verilog 信号连接方式代码量太大，容易出错，且不易于复用。

Interface的优势

简洁：

1、使用 Interface 在验证中添加、删除和修改信号时只需要修改 Interface 和使用该 Interface 的模块，怎么理解？

如图所示：顶层模块top例化了模块m1和m2，a信号从m2经过顶层模块到m1。假设现需将信号a修改为b，不使用接口的情况下，m1、m2及top模块都应该做出相应的修改；若使用接口，top例化的是接口，接口内的信号修改只需要修改m1、m2相关部分即可。

2、两个块之间有两个以上的信号连接，并且使用特定的协议时，使用接口更利于复用。

软硬件域的桥梁：

Interface 是硬件域（ module、设计中使用）和软件域（ class、验证环境中使用）交互的唯一方式。

定义要点

Interface 的定义与 Module 类似，可以参考 Module 的定义方法；由于接口直接与DUT打交道，因此变量建议声明为四值逻辑logic；同时为了防止验证环境带来的竞争问题，驱动硬件的信号应使用非阻塞赋值；Interface端口列表中只需要定义时钟、复位等公共信号，或者不定义任何端口信号。

使用示例

首先定义interface，然后在顶层例化后作为module的端口列表分别传入DUT和TB中。

接口中的modport

前一个例子中使用了点对点无信号方向的连接方式。在使用该端口的原始网单里包含了方向信息，编译器依次来检查连线错误。也可以通过modport来进一步限定信号传输的方向，避免端口连接的错误。

需要注意的是modport中的input和output方向是调用该modport模块的输入输出方向，比如TEST的modport内声明的方向，就是调用它的test模块输入输出。

事实上modport在验证环境中使用并不多，因为下文提到的不但clocking块包含了modport的方向信息，同时clocking块也可作为同步信号的驱动。

接口中的clocking块

clocking 块，用来对同步信号进行采样和驱动，可以避免设计和验证的竞争。clocking block需要指定一个触发时钟，比如posedge clk、negedge clk。

同若验证环境中需要同步驱动，利用“arb_if.cb.*” 的方式利用clocking块中的信号进行驱动即可。

同时可以为clocking块中信号设置建立和保持时间，若未设置建立时间或保持时间时则会默认在clocking事件前1step输入采样，在事件后#0对输出驱动。

标注的语句表示在时钟上升沿前10ns进行采样，在时钟上升沿2ns后进行驱动。怎么理解？事实上这个步骤主要是为了模拟实际的硬件行为，感兴趣的可以自己画几级触发器来分析，TB对DUT的驱动一侧相当于DUT的上一级触发器，采样DUT数据一侧的TB相当于DUT的下一级寄存器。

几点注意：clocking不是interface独有的，module、program也可以声明clocking模块；clocking中列举的信号都是由interface、module、program等声明了clocking的模块定义的，cloking自身不声明信号；一个interface中可以定义多个clocking，同一个变量可以在多个clocking块中被应用，且可以声明不同的输入输出方向。

完结。

审核编辑：汤梓红