SystemVerilog线程控制与通信
01
线程控制
1.概述
线程，即独立运行的程序；
线程需要被触发执行，可以结束或者不结束；
- 在module中的initial和always，都可以看作独立的线程，他们在仿真0时刻开始，而选择结束或者不结束；
- 在硬件模块中都是always语句块，所以可以看成是独立运行的线程，而且会一直占用仿真资源，因为他们不会结束；
验证环境需要initial语句块，在仿真过程中，验证环境中的对象可以创建和销毁，故验证环境的资源是动态的；
- 验证环境中的initial语句块有两种方式：begin……end或者fork……join；
Begin……end中语句顺序执行，而fork……join中语句并发执行；
与fork……join类似的并行语句有fork……join_any、fork……join_none;
- 线程的执行轨迹是呈树状结构，即任何线程都应该有父线程；
- 父线程可以开辟若干子线程，父线程可以暂停或者终止子线程；
- 当子线程终止时，父线程可以继续执行；
- 当父线程终止时，其子线程都终止执行；
2.并行线程
fork……join需要所有并行线程都结束才会继续执行；
fork……join_any其中任意一个线程结束就继续执行；
fork……join_none不等待子线程，直接继续执行；
- 注意：
Fork……join_any和fork……join_none继续执行后，其一些未完成的子线程仍将继续在后台执行；
如果要等待或者停止这些子线程，可使用wait fork 或者disable fork；
task do_test;
fork
……
join_any
fork
……
join_none
wait fork；//等待所有子线程结束
endtasktask get_first(output ubt adr);
fork
……
join_any
disable fork;
endtask3.时序控制
- SV可以通过延迟控制或者事件（event）等待来完成时序控制；
延迟控制即通过#来完成；
#100 clk2=clk1；
事件（event）控制即通过@来完成；
@a clk1=clk2； //等待事件
@（posedge clk）a=b；//边沿触发
Wait语句可以与事件或者表达式结合使用；
Real AOR[];
Initial wait（AOR，size（）>0） //wait语句完成电平触发
02
线程同步
1.概述
测试平台所有线程都需要同步并进行交换数据；
一个线程等待另一个线程；
2.事件event
- 通过event声明一个event变量，并且触发；
- event变量可以由一端去触发，再由另一端完成阻塞式的等待，即可以用来控制多个线程之间的同步；
- 通过->来触发事件；
- 其他等待该事件的线程可以通过@操作符或者wait（）来检查事件触发状态来完成等待事件；
event done,blast; //声明两个独立的事件
event done_too=done; //事件done赋值给done_too
task trigger(event ev);
->ev; //触发ev事件
endtask
……
fork
@done_too; //等待done_too
#1 trigger(done); //触发done事件
join
fork
->blast; //触发blast事件
wait(blast.triggered); //电平触发等待
join- wait_order() 可使得线程保持等待，直到在参数列表中的事件event按照顺序从左往右依次完成；
wait_order(a,b,c);3.旗语（semaphore）
旗语是一个互斥体，使用旗语可以实现对同一资源的访问控制；
在创建旗语时，会为其分配固定的钥匙数量；
使用旗语的进程必须先获得钥匙，才可访问资源；
旗语的钥匙数量可以有多个，等待旗语的进程也可以有多个；
旗语的等待队列是先进先出（FIFO），即先排队等待旗语的将优先得到钥匙；
旗语操作
创建旗语
semaphore sm；//创建一个旗语
sm=new（1）； //分配一个钥匙
创建一个固定钥匙数量的旗语：new
从旗语获取一个或多个钥匙（阻塞型）：get
返回一个或多个钥匙：put
获取一个或多个钥匙而不被阻塞：try_get
task send;
sem.get(1) ///获取钥匙
……
sem.put(1); //处理完成时把钥匙返回
endtask03
线程通信
1.信箱
用于收发信息，SV中信箱可以存放任何数据类型，也可以从信箱中读取这些数据，
创建信箱：new（）
将信息写入信箱：put()
写入信箱但不会阻塞：try_put（）
获取信息：get（） 获取信息并取出数据：
peek（）获取信息不会取出数据
从信箱获取数据但不会阻塞：try_get（）/try_peek()
获取信箱信息数目：num（）
2.信箱和队列区别
- 信箱必须通过new（）例化，队列只需要声明
- 信箱的存取方法put（）和get（）是阻塞方法，不一定会立即返回；队列的存取方法push_back和pop_front()是非阻塞方法，会立即返回；
- 传递形式参数时，如果是input方向，则信箱类型传递的是句柄，队列类型完成的是队列内容的拷贝；
3.总结
- event：最小信息量的触发，即单一的通知单元，用来做事件的触发，也可多个事件组合起来作线程之间的同步；
- semaphore：共享资源安全，用于多线程间需要对某一公共资源做访问；
- mailbpx：SV类似FIFO，在线程之间做数据通信或者内部数据缓存；
END