SystemVerilog中的Process（1）--- 产生进程的方式

来源| 杰瑞IC验证（ID:Jerry_IC）

|原创作者| 老黄鸭

Hello，everybody，本期由黄鸭哥给大家带来验证干货，猜猜这次会给你们带来什么干货呢。

黄鸭哥给你们整理了SystemVerilog中process的用法，这次的process也会分多期进行讲解，本期主要讲解的是SystemVerilog中产生进程的几种方式。

首先，process这个概念大家都不会陌生，进程嘛，有些小伙伴还可能会想到process的好搭档，thread。

那什么是进程呢？

什么是线程呢？

黄鸭哥先给大家普及下基本概念：

process，也就是进程，它是资源分配的最小单位；

thread，线程，它是cpu调度的最小单位。

为了加深大家的理解，我这里把进程比喻成一辆火车，线程比喻成一节车厢。

1.线程必须在进程下执行，这句话怎么理解呢，大家都知道光有车厢肯定不行，必须得先有火车是吧 ，而火车是由一节一节车厢组成的。

2.不同进程间的数据很难共享，但是同一进程下的线程很容易共享某个数据。这句话又是什么意思呢？当我坐上一辆火车时，想要进行换乘就很麻烦，还得下车然后走换乘通道，但是要进入不同的车厢就很简单啦，你只需要往前走或者往后走就能跨越不同的车厢。

理解了线程和进程间的区别我们再来谈谈SystemVerilog对这两个的说明，SystemVerilog中介绍了在以下情况下可以产生thread：

图1

从图1中我们可以看到，initial…begin…end，final…begin…end，4个always procedure，3个fork procedure和dynamic process都可以产生线程，这里黄鸭哥挑了两个常用的重点跟大家聊聊。

Initial procedure我们都知道，但是什么是final procedure呢？

final和initial含义差不多，只是initial是在仿真0时刻自动执行，而final procedure刚好相反，是在仿真结束的时候才会执行。

final procedure是不消耗仿真时间的，且可以有多个final procedure，多个final procedure的执行顺序是随机的，我们来看个例子：

图2

图3

由图2和图3我们可以看到：

当仿真正常结束或者显示的调用系统函数$finish都会导致仿真结束，仿真结束后将会执行final procedure。

除了仿真正常结束或者显式调用$finish，SystemVerilog还可以支持仿真工具的交互式停止引起的仿真结束，例如：当进行vcs的ucli:quit这个交互退出命令时，也会调用final procedure，感兴趣的小伙伴可以自己去尝试尝试。

再回到产生thread的方式，其中有一种是always，这个procedure大家都很熟悉了，不管是module中还是我们的interface中都可以调用always，但是，always或者一些forever等循环语句中很容易出现infinity loop，即我们所说的死循环，比如：

图4

图4中的两个例子都是典型的infinity loop，这种错误几乎每一个初学者都会碰到过，但是大家都清楚造成死循环的根本原因吗？

要说明这个问题，我们得先知道一个点，那就是仿真是基于event的，而不是基于时间的。

我们在进行仿真时，其实是仿真器根据rtl和你的bench生成对应的一个仿真模型，仿真模型里面包含了大量的并发的process，那么每个process是怎么执行的呢?

难道和计算机的操作系统一样，都是按照时间片来执行，每个prcocess获取到时间片就会往前推进，直到时间片消耗完?

答案是否定的，我们的仿真器不按这个套路来，它也是有时间片，每个process要执行也是要获取时间片的。

但是，不同点在于process获取到时间片后就会一直执行，时间片不会消耗完毕，而是要等到触发消耗时间的语句：#,@,wait等才会释放时间片给别的process。

所以，死循环就是这么来的，大家一定要记住消耗时间这个重点。

还有一点，黄鸭哥要给大家一个建议，我们刚刚说了那么几种可以产生thread的方式，initial，final，always，fork等语句块。

但是，这些都可以认为，既是产生thread的方式，也是产生process的方式。

为什么这么说呢？

SystemVerilog中对process和thread的解释太过模糊。

我的建议是，不要区分process和thread，统一认为是process，thread则是子process，这样能避免我们被SystemVerilog给带跑偏了。

最后

我们回顾下今天的要点：

1. SystemVerilog中不区分process和thread，统一为process；
2. process和thread的区别，即process和子process的区别；
3. 产生子process的多种方式；
4. final进程的含义；
5. 仿真其实是基于event的，而不是时间；
6. 编写代码时避免造成死循环。

快乐的时光总是很短暂，又到了说拜拜的时候了，下次黄鸭哥将给你们讲述你们不知道的process隐藏的一些功能。

——The End——