事务级设计

8.1　事务级设计

验证事务级浮点单元，需要建立一个主控单元生成激励并处理响应，一个覆盖率统计单元用于特定行为的统计和设定完成门限条件，以及一个测试控制单元用于覆盖率达到门限时关闭主控单元。事务级设计和验证平台如图8-1所示。

图8-1　事务级模型

FPU浮点单元的事务级模型非常简单。该设计的核心是forever 循环中间的代码，连续地从输入取得要运算事务，进行计算，返回结果。

compute()函数的功能是取得请求对象(m_req)，执行特定的浮点运算，随后产生包含运算结果的响应对象(m_rsp)。compute()的主要结构在下面的case语句中，根据请求选择相应操作代码。

具体的浮点单元算法如上代码所示，这里要注意一些关联问题。操作数中某些特定值在相应的操作中须排除在外。除数为0将出现除0异常，同样如果操作数为0，进行平方根运算是错误的。在上面的这些例子中，相对于任由这些类异常发生，较好的做法为对操作条件进行检测并对异常给出特定的返回。

由于两种异常情况的操作数都为0，应先检测操作数什么时候为0。比较两个浮点数是否相等，（如，a == b、a、b都是浮点类型）是个很好想法。最好能分析一下它们的差别是否接近于0。任何量级小于绝对值1.0-e038的数被认为是“近似0”。要避免除0异常，首先需要检查除数是否为近似0。要避免虚数异常（对负数求平方根），需要检查操作数是否小于0。当检测到这种情况发生时，我们就返回一个特定的常数NaN（不是一个数值）。这个特定的常数在IEEE754标准中定义用于表示浮点数。

FPU浮点单元有两个分析端口——request_ap用于发出请求，response_ap用于接受响应。稍后将通过这两个端口连接覆盖率统计单元和黄金参考模型。

注意事务级的FPU浮点单元没有时序信息。仿真时间不会从0向前推进。在这个事务级模型上，我们感兴趣的是FPU浮点单元的计算结果是否正确，而不是计算何时发生。时序信息是RTL级上的重要信息。

激励生成器（这里称为主控组件，用于负责发出请求，扫描响应）必须生成有意义的操作数序列和操作符并送给浮点单元FPU。

这里用一个简单的机制来控制主控组件的执行。run()任务并发产生两个子线程，即go()和controller()。go()线程用于生成新的激励。

controller()用于控制激励生成器（go()线程）在达到覆盖率要求的门限时停止。通过使用阻塞get()任务，controller() 取得来自覆盖率统计单元的控制事务信息。通过阻塞，控制器不需要推进，它会一直等到控制事务到达。

在覆盖率统计单元和测试控制单元之间交互的事务称为控制事务，控制事务与操作事务不同，用于控制被测单元的操作。go()的核心是loop循环中连续生成随机的请求事务并调用doit()，通过doit()发出这些事务并耐心等待响应。

覆盖率统计单元由avm_subscriber派生而来。它包含了covergroup，covergroup使用从监控器得到的事务流计算覆盖信息。

coverage执行两个独立的操作。cross语句用于确认每个（m_op）操作执行对应的舍入模式（m_round）。coverpoint 语句计算各种操作，当连续出现两个同类型操作时，增加相应bin的统计值。完整的覆盖率就是100%的覆盖，所有cross的情况都出现并每个统计箱bin的计数值至少为1。write()函数根据输入事务统计相关信息，对覆盖率采样，然后检查覆盖率是否达到100%。

当覆盖率达到目标，STOP停止控制事务就会产生并且通过分析端口送出。控制分析端口与主控单元相连，同时完成对主控单元，被测设计DUT和覆盖率统计单元内循环程序的控制。