2021-03-25System Verilog 常见问题_system verilog sqrt函数

System Verilog 常见问题

1 什么是callback？

“callback（回调）”机制是一种在不更改实际代码的条件下更改验证组件行为的机制。

class abc_transactor;
        virtual taskpre_send();
        endtask
        virtual taskpost_send();
        endtask
        task xyz();
                this.pre_send();
                this.post_send();
        endtask : xyz
 endclass :abc_transactor
 
class my_abc_transactor extend abc_transactor;
        virtual taskpre_send();
                ... //This function is implemented here
        endtask
        virtual taskpost_send();
                ... //This function is implemented here   
        endtask
endclass :my_abc_transactor
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• 在上面的例子中，基类abc_transactor有三个task，其中2个被声明为virtual，并且没有实现（这种task叫做回调task），另一个已实现，且调用了两个未实现的task；在基类abc_transacor的子类实现了基类未实现的task。
• 利用这种机制可以将可执行task注入到已实现的task中。

2 什么是factory pattern？

factory pattern （工厂模式），旨在解决对象的创建问题。

3 解释数据类型logic、reg和wire之间的区别

• wire：用于连接不同的元件，不储存值，被连续辅助assign和端口port驱动；
• reg：并不意味实际的寄存器，用来存储数据，可以被综合成触发器，锁存器或组合电路；
• • logic：不能被多驱动（inout），但可以替换reg或wire；

4 clocking block的用处

• interface指定了testbench和DUT通信的信号，但没有指定任何时序规则和同步要求；
• clocking block制定了时序规则和同步要求，以确保testbench在正确的时间与DUT交互，避免竞争冒险问题；

5 使用system verilog 避免testbench与dut之间竞争冒险的方法

• module的initial语句块调度在Active region；
• program中的initial语句块调度则在reactive region；
• 在program中使用非阻塞赋值驱动设计型号，在re-NBA区域对其进行更新；

6 system verilog中有哪些覆盖率类型

• 代码覆盖率：
  line coverage
  path coverage
  FSM coverage
  toggle coverage
  condition coverage
• 功能覆盖率：
  验证人员根据RTL代码设计意图进行定义；
• 断言覆盖率：
  衡量在测试过程中断言的触发情况

7 virtualinterfaces的需求是什么

• 无法在sv中的non-module实体内部实例化interface，但是需要在验证环境中的class中驱动interface；
• virtual interface 是一种数据类型（可以在class中实例化），它保存着对实际接口的句柄（着意味着class可以通过virtual interface 驱动interface）；
• virtual interface提供了一个将验证平台抽象模型与构成设计的实际信号分开的机制；
• virtual interface的一大优点是，类可以在运行时（run time）动态连接到不同的物理接口。

8 解释abstract classes 和 virtual methods

• virtual class将类抽象化并提供了子类扩展的原型；
• virtual methods 为程序提供了原型；
• 如果virtual class 具有virtual methods，则必须重写所有virtual methods才能实例化子类；

9 用来建立scoreboard的数据结构是什么

== Queue（队列）==

10 与队列（queue）相比，链表（linked-line）的优点是什么？

• 队列有固定的顺序，无法插入数据；
• 链表可以轻松将数据插入位置；
  -队列与链表的动图演示

11 random 和 urandom的区别

• $random系统函数每次调用会返回一个32位带符号的随机数；
• $urandom系统函数每次调用会返回一个32位无符号的随机数；

12 预定义的随机方法（predefined）

• randomize；
• pre_randomize；
• post_randomize

13 package 的用途是什么

• packages 可以包含module/class/function/task/constraints/covergroup等声明；
• 在使用时需要使用范围解析运算符（::）或inport来访问packages中的内容；

package ABC;
        typedef enum {RED, GREEN,YELLOW} Color;
        void function do_nothing()
        endfunction
endpackage : ABC

import ABC::Color;
import ABC::*; // Import everything inside the package
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14 $cast的用途是什么

通过$cast可以将值赋给数据类型不同的变量，特别是将基类的句柄赋值给扩展类的句柄；
static casting

i = int'(10.0-0.1); // static cast convert real to integer
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== dynamic casting==

function int $cast( singular dest_var, singular source_exp );
task $cast( singular dest_var, singular source_exp );
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15 如何在派生类中调用父类中定义的任务

• super.task();

16 rand 和randc有什么区别

• rand：随机所有复合数据类型的值，每个值的概率相同；有重复的可能；有放回抽签；
• randc：随机所有复合数据类型的值，每个值的概率不同；无重复的可能；无放回抽签

17 什么是$root

top-level scope，用于引用任意层次中例化的模块

$root.A; // top level instance A
$root.A.B.C; // item C within instance B  within top level instance A
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18 什么是双向约束

• bi-directional constraints
• 默认情况下，SV中的约束是双向的，约束求解器不遵循约束指定的顺序，会同时约束所有的变量；

19 在constraint之前使用“solve”是什么意思

• 使用solve可以对约束指定顺序；

20 不使用randmoize方法或者rand，生成随机循环数

int UniqVal[10];
foreach(UniqVal[i])  UniqVal[i]= i;
UniqVal.shuffle(); //打乱排序
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21 解释pass by ref 和pass by vlue

• pass by value ：参数传递，每个子例程保留该参数的本地副本，子例程中值的改变，不影响原来的值；
• pass by ref：引用传递，就像传递变量的指针一样，可以避免大量的数据复制，子例程中值的改变，会影响原来的值；
• 可以使用const ref 避免后续的赋值;
  参数传递与引用传递的动图演示

22 什么是静态变量

• 静态变量由关键字static定义；
• 静态变量只初始化赋值一次；

23 bit[7:0] sig_1 和 byte sig_2有什么区别

• byte有符号；
• bit 无符号；

24 program 和module有什么区别

• program是SV种新添加的，目的是：
  1. 分离testbench 和DUT ；
  2. 确保testbench 和DUT没有竞争冒险；
  3. 提供了执行testbench的入口点；
  4. 指定了在reactive region的调度；
• 区别
  1. program不能包含always 语句，使用foever替换，而module可以使用always语句；
  2. program不能包含UDP，modules或其他program实例，module可以；
  3. program 在 re_active region执行，module在active region执行；
  4. program 可以调用其他modules或program的task和function；module不能调用program中的task和function；

25 如何在program中实现always语句

使用forever语句以及fork join_any语句；

always @(posedge clk or negedge reset) begin
   if(!reset) begin
       data <= '0;
   end else begin
       data <= data_next;
   end
end

// Using forever : slightly complex but doable
forever begin
   fork
   begin
       @ (negedge reset);
       data <= '0;
   end
   begin
       @ (posedge clk);
       if(!reset)    data <= '0;
       else           data <=data_next;
   end
   join_any
   disable fork
end
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26 modport的用途是什么

modports是interface的一部分，用于指定不同模块接口所连接信号的方向；

interface my_intf;
wire x, y, z;
modport master (input x, y, output z);
modport slave (output x, y, input z);
endinterface
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27 写一个时钟发生器而不使用always语句块

initial begin
        clk= 0;
        forever#(cycle/2) clk <= ~ clk;
end
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28 什么是前向引用（foreardreferencing），如何避免

• 有时需要在类声明之前声明另一个类，以供使用；
• 使用typedef class <类名>；

typedef class C2;
class C1;
        C2 C;
endclass

class C2;
        C1 C;
endclass
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29 什么是循环依赖（circuit dependency），如何避免

• 过渡指定约束求解器可能会导致循环依赖，对此没有解决方案，约束求解器会发出错误/警告。

int x,y,z;

constraint XYZ{
        solve x before y;
        solve y before z;
        solve z before x;

}
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30 交叉覆盖率

• 在多个cover point 上同时统计接收到的信息

covergroup cg;
        cover_point_y : coverpoint y ;
        cover_point_z : coverpoint z ;
        cross_yz : cross cover_point_y,cover_point_z ;
endgroup
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31 如何在fork/join中kill掉一个进程

disable fork;

32 什么是立即断言和并发断言

• 立即断言：当使用if或者==assert()==执行语句时，立即断言检查表达式是否为真；
• 并发断言：使用property，持续检查仿真过程的信号值；

interface arb_if(input bit clk);

        logic [1:0] grant, request;
        logic rst;
        property request_2state;
                @(posedge clk) disable iff (rst)
                $isunknown(request) == 0; //Make sure no Z or X found
        endproperty
        assert_request_2state: assert property(request_2state);

endinterface
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33 如何随机化动态数对象

• 定义变量为rand类型
• 添加约束

class ABC;

        rand bit [7:0] data [];
        constraint cc {
                data.size inside{[1:10]}; // Constraining size
                data[0] > 5; //Constraining individual entry
                foreach(data[i]) // All elements
                if(i > 0)
                data[i]> data[i-1];
        }

endclass
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34 什么是randsequence，它的用途是什么

• randsequence：是由一个或多个式子组成，每个式子包含名称和列表。
• 列表进一步分为terminals 和non-termailals，termails是不可分割的项，non-termainals可以分解为termainals，列表以“|”分割。

randsequence( main )

        main : first second done ;
        first : add | dec ;
        second : pop | push ;
        done : { $display(“done”); };
        add : { $display(“add”); } ;
        dec : { $display(“dec”); } ;
        pop : { $display(“pop”); } ;
        push : { $display(“push”); };

endsequence
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35 什么是bin（仓）

• bin使用名称（name）和计数（count）记录一组值（value）或者序列（transitions）的次数
• 如果bin指定一组值，则每次覆盖点与该组中的一个值匹配时，相应的计数就会增加；
• 如果bin指定序列，则每次覆盖点与序列匹配时，相应的计数就会增加；

program main;
bit [0:2] y;
bit [0:2] values[$]= '{3,5,6};

covergroup cg;
       cover_point_y : coverpoint y {
              option.auto_bin_max= 4 ; }
endgroup

cg cg_inst = new();
initial
       foreach(values[i])
       begin
              y = values[i];
              cg_inst.sample(); //gather coverage
       end
endprogram
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36 哪种最适合用来建模事务，stract还是class

• transaction为uvm中的sequence item 概念，通常需要约束随机数据，因此class更合适；
• stract仅对数据类型进行重组，而不对方法进行重组；

37 SV是否比verilog更random stable

• sv可以使用受约束的随机测试（CRT），输入有意义的激励；

38 如何在不干扰随机数生成器状态的情况下控制约束

constraint_mode();

39 SV中alias有什么用

• verilog 中 assign是单向赋值，RHS影响LHS，LHS不会影响RHS；
• SV 中 alias是双向赋值，RHS和LHS互相影响；

40 为什么需要Transaction 内部实现copy()方法，而不是直接将一个对象赋值给另外一个对象

• 对象之间的赋值，只会使其指向同一片空间，不会复制transaction。

41 在SV中实现stract和union有什么不同

• stract

initial begin


        typedef struct {
                int a;
                byte b;
                shortint c;
                int d;
        } my_struct_s;

        my_struct_s st = '{

                32'haaaa_aaaad,
                8'hbb,
                16'hcccc,
                32'hdddd_dddd
        };

        $display("str = %x %x %x %x ",st.a, st.b, st.c, st.d);
end
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• union
  成员均引用同一内存位置，无需为每种类型创建单独的对象；

typedef union {int i; real f; } num_u;
num_u un;
un.f = 0.0; // setvalue in floating point format
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42 什么是this

• 当我们使用变量名时，SV将在当前作用域中查找它，然后在父作用域中查找，直到找到该变量，this起指定作用域的作用。

class Scoping;
        string oname;
        function new(string oname);
                this.oname = oname; // classoname = local oname
        endfunction
endclass
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43 什么是tagged union

• tagged union是一个带标记的隐式成员，，表示最后一个存储或者写入的union成员的名称。
• 如果从非最后写入标记的union成员中读取信息，将显示错误；

union tagged {

        inti;
        realr;

} data;

data data_un;
data_un = tagged i 5; //store the5 in data.i, and set it as the implicit tag.
d_out = data_un.i; //read value
d_out = data_un.r;//ERROR:memeber doesnt match the union's implicit tag
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44 什么是“范围分辨率运算符”（scope resolution ）

• extern 关键字运行在类外定义方法。

class XYZ;
                 extern void task SayHello();
endclass

void task XYZ :: SayHello();
                 $Message("Hello !!!\n");
endtask
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45 bit和logic的区别

bit ：2值逻辑，默认为0；
logic：4值逻辑，默认为1；

46 $rose 和posedge 的区别

• $rose返回一个布尔值；
• posedge 返回一个时间；

47 什么是覆盖率驱动的验证

• 覆盖率驱动是一种以结果为导向的功能验证方法；
• 根据测试的反馈开发随机测试，当覆盖率逐渐接近极限时，更改测试找到新方法来覆盖设计的未覆盖空间；

48 什么是分层的验证平台

49 验证环境的simulation phase是什么

• build_phase
  • 生成配置：随机化DUT和周围环境的配置；
  • 构建环境：根据配置规划和连接（connect phase） 测试平台；
• run_phase：
  • 开始测试，等待完成；
• wrap_up phase：
  • 报告验证结果

50 如何根据随机索引从queue中选择元素

   int q[$] = {1,2,3,4};
    int index[4], out;
    foreach(index[i])
        index[i] = i;
        index.shuffle(); //orindex[i] = $urandom_range (1,4);
    foreach(q[i])
        out = q[index[i]];
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51 什么数据结构用于在scoreboard中存储数据

mailbox 或者 queue

52 什么是流操作符 ，用途是什么

<< 和 >>
==<< ==：从右向左打包数据；
== >> ==：从左向右打包数据；

53 什么是void function

• 没有返回值的函数

54 如何确保传递的ref函数参数不被改变

• const ref

55 initial语句块与final语句块有什么区别

• initial语句块在仿真开始执行，final语句块在仿真结束执行；
• final语句块不能含有delay、wait、non-blocking具有时序的语句；

56 如何检查句柄是否有对象

-检查该对象是否已初始化，在SV中，所有未初始化的对象句柄都具有null值

• assert（obj == null）;

57 旗语（semaphores）的作用是什么

58 always_ff、always_comb、always_latch的用途是什么

• always_ff：专门用于建模触发器；

always_ff @(posedge clk iff rst == 0 or posedge rst)
begin : ADDER
if (rst) begin
      sum <= 0;
     parity <= 0;
  end
else begin
    sum  <= b + a;
    parity <= ^(b + a);
   end
end
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• always_comb：专门用于建模组合逻辑；

always_comb
begin 
sum = b + a;
parity = ^sum;
end
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• always_latch：专门用于建模锁存器；

always_latch
begin : ADDER
                 if (enable) begin
                 sum <= b + a;
                 parity <= ^(b + a);
                 end
end
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59 什么是static function 和automatic function

• static 和 sutomatic 的区别在于值是否共享同一块空间，默认为静态；

60 在SV中怎么给数组赋值

int [1:2]a[1:3] = '{'{0,1,2},'{3{4}}};
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61 SV中有哪些数组类型；

• packed数组；数组维度在数组名称之前；
• unpacked数组；数组维度在数组名称之后；

62 为什么要使用断言

• 检查设计的行为是否正常，用于补充功能覆盖率信息；

63 功能覆盖率与代码覆盖率的大小怎么反应项目进度

• code（High）、functional（High）： 活差不多干完了
• code（High）、functional（Low） ：需要运行更多的仿真或改进测试平台
• code（Low）、functional（High）：缺少功能覆盖点
• code（Low）、functional（Low） -：需要运行更多的仿真或设计代码未完善

64 如何在SV中指定与tiemscale无关的delay

• #5ns

65 super关键字的意义是什么

• 派生类引用基类的成员

66 什么是静态变量

• 在class内部使用static声明静态变量，其他类可以访问；

67 什么是public声明

• SV的对象可以声明为public或者private；
• public声明可从该对象外部访问；
• 默认情况下是public

68 local 声明

• local声明的数据只能供自身访问；

69 protected声明

• protected 声明允许自身和他的派生类访问。

70 如何在clocking block声明异步信号

interface arb_if(input bit clk);

        logic [1:0] grant, request;
        logic rst;
        clocking cb @(posedge clk); // Declare cb
                output request;
                input grant;
        endclocking
        modport TEST (clocking cb, output rst);//rst is asynchronous signal
        modport DUT (input request, rst, outputgrant);
endinterface

module test(arb_if.TEST arbif);

        initial begin
                arbif.cb.request <= 0;
                @arbif.cb;
                $display("@%0t: Grant =%b", $time, arbif.cb.grant);
        end
endmodule
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71 介绍SV中的fork-join

• fork … join:
  父进程将阻塞，直到该语句块中所有进程都完成为止。
• fork … join_any:
  父进程将阻塞，直到该语句块中的任何一个进程完成为止。
• fork … join_none:
  父进程与该语句块中所有进程同时执行。

72 什么是chandle

• chandle是一种数据类型，用于存储DPI传递的指针。
• chandle的大小取决于机器，初始值为null；
• 用于将参数传递给任务或函数；

73 在SV中为function 和 task添加了哪些功能

• 不需要 begin end 搭配；
• function 可以具有void返回类型，task具有return；

74 什么是SV中的DPI

• DPI（direct programing interface）直接编程接口
• 用于调试C，C++，System C；

75 什么是封装

• 将数据和方法进行绑定；

76 如何计算mailbox中的元素数量

• 对mailbox的句柄使用.num函数

mailbox mbx;
mbx = new(); // Allocate mailbox
mbx.put (data); //Put data object in mailbox
mbx.get (data); // Data updated with new data from FIFO
count = mbx.num(); // To count number of elements is mailbox
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77 什么是covergroup

捕获来自随机激励刺激，封装覆盖率要求

enum { red, green, blue } color;
bit [3:0] pixel;
covergroupg1 @ (posedgeclk);
coverpoint color;
coverpoint pixel;
AxC: cross color, pixel;
endgroup
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78 什么是super class，abstract class 和concrete class

• Super class（父类）是子类可以共享其方法的类（base class/parent class）。
• Abstract class（抽象类）是可以扩展但不能直接实例化的类。使用virtual关键字定义的。
• Abstract class的扩展类是concrete class（具体类）。

79 什么是verfication plan ，包含什么

• 为DUT创建真实的环境以检查行为；
• 验证计划与硬件规范紧密相关，包含需要验证哪些功能的描述；
• 验证计划包含：
  被测DUT的规范，功能，接口等信息；
  验证功能点；
  验证资源、工具、人员、时间等；
  验证方法、策略；
  覆盖率的要求；
  验证用例，直接测试案例与随机测试案例

80 关联数组与动态数组的区别

• 关联数组：具有字符串索引功能，在编译时分配内存；
• 动态数组：在运行时分配内存，构造函数用于初始化数组的大小；

81 如何检视随机化是否成功

if (!obj.randomize())
begin 
$display("Error in randomization");
$finish;
end
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或者

assert (!obj.randomize())
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82 SV中的property是什么

• 用来表示一系列复杂的序列

property name_of_property;
< test expression > or
< complex sequenceexpressions >
endproperty;

assert_name_of_property: assert property (name_of_property);
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83 什么是断言严重性系统任务，如果不指定这些任务会怎么样

• 断言严重性系统任务指断言失败打印信息的严重级别，默认情况下指定为$error；
• 一般有
  $fatal；
  $error；
  $warning ；
  $info；

84 在哪个事件调度区域中评估并发断言

• 并发断言使用的变量埃pre-poned区域采样；
• 在observe区域中评估断言；

85 并发断言的组成是什么

• sequence
• property
• assert property

86 连续操作运算符

• [* ]

87 goto复制运算符

x [->4:7]

88 交叠运算符与非交叠运算符

• 交叠 ：|=>
• 非交叠： |->

89 interface的优点是

• 接口是设计重用的理想选择；
• 党信号连接数量很大时，它jianshao信号错误连接的可能性；
• 易于在设计中添加信号；

90 automatic 变量在进程中的用处是什么

• 在program有循环时使用automatic来保存变量

program automatic test; 
	task wait for mem(input [31:01 addr, expect data, 
		output success); 
		while (bus. addr!== addr)
			@(bus . addr); 
		success = (bus. data== expect data); 
	endtask 
...
endprogram
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91 unpacked array 与packed array之间的差异

• unpacked array

bit [7:0]b_unpack[3]; // Unpacked
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• packed array

bit [3:0] [7:0]bytes; // 4 bytes packed into 32-bits 
bytes =32'hCafe Dada;
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• 混合packed array和unpacked array：

bit [3:0] [7:0] barray[31]; // Packed: 3x32-bit 
bit [31:0] Iw =32'h0123 4567; // Word 
barray[01 = lw; 
barray[0][31 =8'h01; 
barray[0] [1][61 =1'h1;
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92 如果设计工程师和验证工程师在Testbench和DUT中犯同样的错误怎么办？如何能够发现错误？

• 代码审查（code reviews）和协议检查器（protocol checkers）
• 在多个层次，由不同的人员进行验证（模块级和系统级）
• 客户发现（worst case）

93 什么时候使用关联数组（Associate array）

• 当集合的大小未知或数据空间稀疏时，关联数组是更好的选择。
• 关联数组在使用前不会分配任何存储，并且索引不限于整数表达式.

94 什么是变量的Scope和lifetime