UVM方法学与设计模式_5：命令模式 & UVM Sequence

AsicWonder

发布于 2020-06-12 16:26:47

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发布于 2020-06-12 16:26:47

文章被收录于专栏：数字芯片实验室数字芯片实验室

Part 1. 命令模式代码示例

假设有如上一段第一代版本的代码，run函数用于执行对receiver模块的一系列操作/命令。

随着项目的进展，V1需要做一些改变，新增了命令得到V2的代码版本，如下所示：

随着操作和命令的继续增多，我们需要不断对代码进行修改：

更加糟糕的是，如果我们希望对命令进行更精细的控制，比如我们希望有相关的使能信号可以开关相关的命令，则代码将会演化成如下的糟糕状态：

class Invoker
{
public:
    void run(Receiver *receiver,
             bool IsCrcEnable,
             bool IsYuvEnable,
             bool IsNewCmd0Enable,
             ...,
             bool IsNewCmdNEnable)
    {
        receiver->TurnOn;
        if (IsCrcEnable)
        {
            receiver->CrcOn;
        }
        if (IsYuvEnable)
        {
            receiver->YuvOn;
        }
        if (IsNewCmd0Enable)
        {
            receiver->NewCmd0On;
        }
        if (IsNewCmd1Enable)
        {
            receiver->NewCmd1On;
        }
        if (IsNewCmd2Enable)
        {
            receiver->NewCmd2On;
        }
                .
                .
                .
        if (IsNewCmdNEnable)
        {
            receiver->NewCmdNOn;
        }

        ...

        if (IsNewCmdNEnable)
        {
            receiver->NewCmdNOff;
        }
                .
                .
                .

        if (IsNewCmd2Enable)
        {
            receiver->NewCmd2Off;
        }
        if (IsNewCmd1Enable)
        {
            receiver->NewCmd1Off;
        }
        if (IsNewCmd0Enable)
        {
            receiver->NewCmd0Off;
        }
        if (IsYuvEnable)
        {
            receiver->YuvOff;
        }
        if (IsCrcEnable)
        {
            receiver->CrcOff;
        }
        receiver->TurnOff;
    }
}

更不要说，当我们需要对这些操作/命令进行排队，制定优先级和取消操作了。可想而知我们的代码将会变得十分冗长，并且难以阅读和维护（阅读和维护代码往往占用了我们80%的编程时间）。

命令模式可以非常好的解决这个问题。让我们来试着发现这个模式。

上述代码最大的问题是什么呢？run函数知道的太多了（正如我们在之前几篇文章中所说的一样：））！

事实上run函数只需要进行执行操作，并不需要将具体执行的具体操作hard coding进我们的函数体内。

到这里，仔细的同学估计已经想到了，套用之前几篇文章的套路，还是使用多态来进行代码改造（所以说多态才是OOP的根本，只不过C++和SV的多态都借用了继承的方式而已）。

我们将每一个命令都封装一个个具体的对象，那么就非常容易对这些命令进行使能操作。具体可见如下代码（不要在意具体的细节，这里只是示意代码）：

class Command
{
public:
    Command(Receiver *pReceiver): m_pReceiver(pReceiver) {}
    virtual void excute() = 0;
protected:
    Receiver *m_pReceiver;
};

class CrcOnCmd: public Command
{
public:
    CrcOnCmd(Receiver *pReceiver): Command(pReceiver) {}
    virtual void excute()
{
        m_pReceiver->CrcOn();
    }
};

class CrcOffCmd: public Command
{
public:
    CrcOffCmd(Receiver *pReceiver): Command(pReceiver) {}
    virtual void excute()
{
        m_pReceiver->CrcOff();
    }
};

class TurnOnCmd: public Command
{
public:
    TurnOnCmd(Receiver *pReceiver): Command(pReceiver) {}
    virtual void excute()
{
        m_pReceiver->TurnOn();
    }
}

class TurnOffCmd: public Command
{
public:
    TurnOffCmd(Receiver *pReceiver): Command(pReceiver) {}
    virtual void excute()
{
        m_pReceiver->TurnOff();
    }
}

class YuvOnCmd: public Command
{
public:
    YuvOnCmd(Receiver *pReceiver): Command(pReceiver) {}
    virtual void excute()
{
        m_pReceiver->YuvOn();
    }
}

class YuvOffCmd: public Command
{
public:
    YuvOffCmd(Receiver *pReceiver): Command(pReceiver) {}
    virtual void excute()
{
        m_pReceiver->YuvOff();
    }
}

class Receiver
{
public:
    virtual void TurnOn() {}
    virtual void TurnOff() {}
    virtual void CrcOn() {}
    virtual void CrcOff() {}
    virtual void YuvOn() {}
    virtual void YuvOff() {}
}

class Invoker
{
public:
    void AddCmd(Command *cmd)
{
        vector.push_back(cmd);
    }
    void RemoveCmd(Command *cmd)
{
        auto it = find(m_CommandVector.begin(), m_CommandVector.end(), cmd);
    if (it != m_CommandVector.end())
      m_CommandVector.erase(it);
    }
    void Run()
{
        for (auto &it : m_CommandVector)
            it->excute();
    }
private:
    std::vector<Command*> m_CommandVector;
}

int main()
{
    Invoker *invoker = new invoker();
    Receiver *receiver = new Receiver();
    CrcOnCmd *crconcmd = new CrcOnCmd(receiver);
    CrcOffCmd *crcoffcmd = new CrcOffCmd(receiver);
    TurnOnCmd *turnoncmd = new TurnOnCmd(receiver);
    TurnOffCmd *turnoffcmd = new TurnOffCmd(receiver);
    YuvOnCmd *yuvoncmd = new YuvOnCmd(receiver);
    YuvOffCmd *yuvoncmd = new YuvOffCmd(receiver);

    invoker->AddCmd(crconcmd);
    invoker->AddCmd(yuvoncmd);
    invoker->AddCmd(turnoncmd);

    invoker->Run();

    return 0;
}

通过使用AddCmd和RemoveCmd方法我们就可以非常轻松的对命令进行增加和删除操作（示例代码中是逐一调用AddCmd方法，有没有更好的方法呢？）。

并且我们可以在此基础上非常方便的加入优先级功能，确保某些命令优先执行，只要对不同的命令赋予不同的优先级值即可，Run方法可以根据不同的优先级值对命令进行排序执行操作，对应的代码也不难实现。

Part 2. UVM Sequence