設計模式在芯片驗證中的應用——單例

單例模式

單例模式(Singleton)是一種創(chuàng)建型設計模式，能夠保證一個類只有一個實例， 并提供一個訪問該實例的全局節(jié)點。驗證環(huán)境配置(configuration)類、超時(timeout)處理類等可以使用單例實現(xiàn)。比如說驗證環(huán)境需要在特定場景中監(jiān)測特定接口上的超時事件，環(huán)境的每個組件都可以依賴超時處理類來設定超時的時刻。讓所有組件都使用超時處理類的相同對象有助于調(diào)試。

單例模式主要包括以下兩個組件：

單例類(Singleton class)：該類只能創(chuàng)建有限數(shù)量的對象，通常是一個對象。為了實現(xiàn)這一點，類的構(gòu)造函數(shù)被定義為protected。使用靜態(tài)instance()方法訪問對象，該方法在第一次調(diào)用時執(zhí)行初始化，后面直接返回這個類的句柄。

客戶端(Client)：任何UVM組件都可以使用單例類的instance()方法來訪問類對象。

下圖為單例設計模式在timeout處理中應用的UML類圖。

參考代碼

單例設計模式用于timeout處理的參考代碼如下：

class timeout;
    local static timeout m_inst = null;
    protected function new();    endfunction : new
    static function timeout get_inst();        if ( m_inst == null )            m_inst = new();        return m_inst;    endfunction : get_inst
    task wait_timeout(int unsigned timeout_value);        #(timeout_value*1ns);    endtask : wait_timeout
endclass : timeout

測試代碼如下：

timeout inst = timeout::get_inst();
fork    begin        `uvm_info("START TIMEOUT COUNT 1", "", UVM_NONE)        inst.wait_timeout(500);        `uvm_info("END TIMEOUT COUNT 1", "", UVM_NONE)    end    begin        `uvm_info("START TIMEOUT COUNT 2", "", UVM_NONE)        inst.wait_timeout(1000);        `uvm_info("END TIMEOUT COUNT 2", "", UVM_NONE)    endjoin_none

仿真日志如下：

@ 0.000ns: [START TIMEOUT COUNT 1]@ 0.000ns: [START TIMEOUT COUNT 2]@ 500.000ns: [END TIMEOUT COUNT 1]@?1000.000ns:?[END?TIMEOUT?COUNT?2]

根據(jù)仿真結(jié)果，timeout處理類能夠同時跟蹤多個超時事件，在第一個超時(time = 500ns)和第二個超時(time = 1000ns)時發(fā)出超時信號。

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