【总结】

需要明确的一点是，我们在这里是对ahb_master_monitor进行实现，从vif中采集数据并传递到subsriber\scoreboard中；
对于收集数据向其他组件发送的这些函数，我们是在monitor中进行实现的；
但是在整个环境中我们使用的是ahb_master_monitor，因为在agent中我们已经将它和sequencer连接在了一起，也就是说在agnet中已经完成了对ahb_master_monitor的例化。

4.1 优化ahb_driver时序

根据上一节的内容我们知道write和read操作都是通过两拍来实现的，为了使得时序更加紧凑我们需要对driver进行一些微调：

我们暂时先不考虑do_proc_write()和do_proc_read()这两个情况，所以将他们里面的idle操作删除，另外删除read动作中多余的一个一拍。 :::info 为什么在这里需要优化driver的时序呢？
原因是在符合时序的状态下我们去除掉一些多余的时序，尽可能地使得它理想，因为在之后的burst下要实现连续读和连续写的操作，使得发送的数据更紧凑，避免loose的情况出现；
如果想要在发送完数据以后添加一些idle的时序该怎么做呢？
我们可以在transaction中插入一些成员来实现对idle数量的控制；
或者在write_transaction和read中插入一些idle，但是对driver时序的调优是一定要完成的。 :::

调整以后的时序变得更加紧凑

4.2 ahb_master_monitor

与driver不同的是：driver中我们通常带有带着驱动的环节也就是drive_transaction出现，但是在monitor中我们不需要这样的驱动，直接从vif拿信号即可。所以一般用的都是vif中的monitor_clocking来采样数据。如果使用了clocking块来进行采样和驱动，那么在之后的环节中就应当一直使用它。

:::info monitor中需要执行以下几个函数：

collect_transaction（从vif一侧采样transaction）：先创建再采样之后return t作为output；
monitor_transaction：拿到从collect_transaction中采集到的ahb_transaction并通过port广播出去。注意这个过程是forever的，也就是说是不断需要采样数据的。
采样逻辑：
1. monitor_trans_start()和monitor_trans_proc：这两个方法中的形参都是作为input，原因是ahb_transaction在collect_transaction中创建过了，因此只需要记录数据即可；
2. 那么记录的数据是从哪里来的呢？根据uvm_monitor的作用我们知道monitor用来观测DUT的interface并采样总线的信息。

⚓思考：

对于一个NSEQ的动作而言，在之前的single_write中我们已经知道了它是在write拉高以后的下一拍才会发送数据出去；
那么如果是一个burst的情况，由于ahb是一个follow_order的情况，不会出现乱序的类型，一个写出去的数据在下一拍有可能被接收也有可能没有。 :::

在这里我们首先考虑对NSEQ数据的采:

我们回顾一下ahb_transaction中有哪些成员变量？ ``systemverilogifndef AHB_TRANSACTION_SV `define AHB_TRANSACTION_SV

class ahb_transaction extends uvm_sequence_item;

rand bit [AHB_MAX_DATA_WIDTH - 1:0] data[]; rand bit [AHB_MAX_DATA_WIDTH - 1:0] addr = 0;

rand burst_size_enum burst_size = BURST_SIZE_8BIT;

rand burst_type_enum burst_type = SINGLE;

rand xact_type_enum xact_type = IDLE_XACT;

rand response_type_enum response_type = OKAY;

trans_type_enum trans_type;

response_type_enum all_beat_response[];

int current_data_beat_num;

status_enum status = INITIAL;

rand bit idle_xact_hwrite = 1;

…

function new (string name = “ahb_transaction”); super.new(name); endfunction

endclass

`endif // AHB_TRANSACTION_SV


- 接下来判断transaction的类型并对成员变量进行采集：
   - 判断当前的transaction是否是NSEQ类型的；
   - 判断完以后看当前的这个transaction进行的是读操作还是写操作，将vif上的hwrite转换成枚举类型然后放到句柄t中；
   - 接下来就是data这个成员变量，我们将采集到的新的data数据放到拓展后的数组中；
   - 之后就是对trans_type和current_data_beat_num也放到句柄t中；
   - 最后我们将新采集到的all_beat_response放到拓展后的数组中。
```systemverilog
`ifndef AHB_MONITOR_SV
  `define AHB_MONITOR_SV
class ahb_monitor extends uvm_monitor;
  uvm_analysis_port #(ahb_transaction) item_observed_port;
  `uvm_component_utils(ahb_monitor)
  function new (string name = "ahb_monitor", uvm_component parent = null);
    super.new(name,parent);
    item_observed_port = new("item_observed_port", this);
  endfunction
  function void build_phase(uvm_phase phase);
    super.build_phase(phase);
  endfunction
  function void connect_phase(uvm_phase phase);
    super.connect_phase(phase);
  endfunction
  task run_phase(uvm_phase phase);
    super.run_phase(phase);
    fork
      monitor_transaction();
    join_none
  endtask
  task monitor_transaction();
    ahb_transaction t;
    forever begin
      collect_transaction(t);
      item_observed_port.write(t);
    end
  endtask
  task collect_transaction(output ahb_transaction t);
    // collect transaction from interfacena
    t = ahb_transaction::type_id::create("ahb_transaction");
    monitor_transaction_start(t);
    monitor_transaction_proc(t);
  endtask
  task monitor_transaction_start(ahb_transaction t);
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.trans_type == NSEQ);
    t.xact_type = xact_type_enum'(vif.cb_mon.hwrite);
    fork
      begin
        t.data = new[1];
        t.data[0] = t.xact_type = WRITE ? vif.cb_mon.hwdata : vif.cb_mon.hrdata;
        t.trans_type = NSEQ;
        t.current_data_beat_num = 0;
        t.all_beat_response = new[1];
        t.all_beat_response[t.current_data_beat_num] = response_type_enum'(vif.cb_mon.hresp);
      end
    join_none
  endtask
  task monitor_transaction_proc(ahb_transaction t);
  endtask
endclass
`endif // AHB_MONITOR_SV

在51、52和55、56行中，我们都对data和all_beat_reponse这两个数组进行了拓展并将原来的数据赋值到拓展后的数组中。数据是一个一个捕捉并进行扩展的，因此可以在ahb_transaction中声明一个function来完成。

`ifndef AHB_TRANSACTION_SV
  `define AHB_TRANSACTION_SV
class ahb_transaction extends uvm_sequence_item;
  ...
  function new (string name = "ahb_transaction");
    super.new(name);
  endfunction
  function void increase_data(int n=1);
    data = new[data.size + 1] data;
    all_beat_response = new[all_beat_response.size + 1] all_beat_response; 
  endfunction
endclass
`endif // AHB_TRANSACTION_SV

声明好这个方法以后就可以对数据采集中的一些语句进行替换：

`ifndef AHB_MONITOR_SV
  `define AHB_MONITOR_SV
class ahb_monitor extends uvm_monitor;
  uvm_analysis_port #(ahb_transaction) item_observed_port;
  `uvm_component_utils(ahb_monitor)
  function new (string name = "ahb_monitor", uvm_component parent = null);
    super.new(name,parent);
    item_observed_port = new("item_observed_port", this);
  endfunction
  function void build_phase(uvm_phase phase);
    super.build_phase(phase);
  endfunction
  function void connect_phase(uvm_phase phase);
    super.connect_phase(phase);
  endfunction
  task run_phase(uvm_phase phase);
    super.run_phase(phase);
    fork
      monitor_transaction();
    join_none
  endtask
  task monitor_transaction();
    ahb_transaction t;
    forever begin
      collect_transaction(t);
      item_observed_port.write(t);
    end
  endtask
  task collect_transaction(output ahb_transaction t);
    // collect transaction from interfacena
    t = ahb_transaction::type_id::create("ahb_transaction");
    monitor_transaction_start(t);
    monitor_transaction_proc(t);
  endtask
  task monitor_transaction_start(ahb_transaction t);
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.trans_type == NSEQ);
    t.xact_type = xact_type_enum'(vif.cb_mon.hwrite);
    fork
      begin
        @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.hready);
        t.increase_data();
        t.data[0] = t.xact_type = WRITE ? vif.cb_mon.hwdata : vif.cb_mon.hrdata;
        t.trans_type = NSEQ;
        t.current_data_beat_num = 0;
        t.all_beat_response[t.current_data_beat_num] = response_type_enum'(vif.cb_mon.hresp);
      end
    join_none
  endtask
  task monitor_transaction_proc(ahb_transaction t);
  endtask
endclass
`endif // AHB_MONITOR_SV

代码重构：
之前我们探讨了在NSEQ状态下采集数据的情况，那么对于发送完NSEQ数据以后的IDLE状态，该状态下的数据又该如何采集呢？实际上我们发现无论transaction是什么类型，trans_type和xact_type都需要在第一拍的时候就进行采集，当发生了数据交换的时候就可以在第二拍也进行trans_type和xact_type的采集。

`ifndef AHB_MONITOR_SV
`define AHB_MONITOR_SV
class ahb_monitor extends uvm_monitor;
 ...
  task monitor_transaction_start(ahb_transaction t);
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.trans_type == NSEQ);
    t.xact_type = xact_type_enum'(vif.cb_mon.hwrite);
    t.trans_type = trans_type_enum'(vif.cb_mon.htrans);
    fork
      begin
        monitor_valid_data(t);
      end
    join_none
  endtask
  task monitor_valid_data(ahb_transaction t);
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.hready);
    t.increase_data();
    t.data[0] = t.xact_type = WRITE ? vif.cb_mon.hwdata : vif.cb_mon.hrdata;
    t.current_data_beat_num = 0;
    t.all_beat_response[t.current_data_beat_num] = response_type_enum'(vif.cb_mon.hresp);
    t.trans_type = trans_type_enum'(vif.cb_mon.htrans);
  endtask
  task monitor_transaction_proc(ahb_transaction t);
  endtask
endclass
`endif // AHB_MONITOR_SV

【思考】那么我们为什么在采集数据的时候用到了fork join_none语句呢？如果数据进行了SEQ的连续操作，也就是说在写数据第二拍的同时又有新的数据发送过来，那么应该如何进行采样呢？对此我们将代码进行重构：

task collect_transaction(output ahb_transaction t);
    // collect transaction from interfacena
    t = ahb_transaction::type_id::create("ahb_transaction");
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.trans_type == NSEQ);
    t.xact_type = xact_type_enum'(vif.cb_mon.hwrite);
    t.trans_type = trans_type_enum'(vif.cb_mon.htrans);
    forever begin
      monitor_valid_data(t);
      if(vif.cb_mon.htrans == IDLE) begin
        break;
      end
    end
  endtask
  task monitor_valid_data(ahb_transaction t);
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.hready);
    t.increase_data();
    t.data[0] = t.xact_type = WRITE ? vif.cb_mon.hwdata : vif.cb_mon.hrdata;
    t.current_data_beat_num = t.data.size() - 1;
    t.all_beat_response[t.current_data_beat_num] = response_type_enum'(vif.cb_mon.hresp);
    t.trans_type = trans_type_enum'(vif.cb_mon.htrans);
  endtask
  task monitor_transaction_proc(ahb_transaction t);
  endtask

【调试及结果】

我们在monitor中设置这样的三个断点，分别用于采集vif上的数据，将数据广播出去和等待一个IDLE信号。

第一次在IDLE的位置的位置break，此时Local变量中进行的是一个写操作，写入的数据是0；

接下来进行了一个读操作，可以看到读到的数据也是0，

之后进行了第二次的写操作，在IDLE的时候break，写入的值是11；

之后进行第二次读操作，读出来的值也是11。

经过上述的测试以后我们发现monitor对整个激励的采样是正确的，接下来需要补充采样的内容：

`ifndef AHB_MONITOR_SV
`define AHB_MONITOR_SV
class ahb_monitor extends uvm_monitor;
  ...
  task collect_transaction(output ahb_transaction t);
    // collect transaction from interfacena
    t = ahb_transaction::type_id::create("ahb_transaction");
    @(vif.cb_mon iff vif.cb_mon.htrans == NSEQ);
    t.xact_type = xact_type_enum'(vif.cb_mon.hwrite);
    t.trans_type = trans_type_enum'(vif.cb_mon.htrans);
    t.burst_size = burst_size_enum'(vif.cb_mon.hsize);
    t.burst_type = burst_type_enum'(vif.cb_mon.hburst);
    t.addr = vif.cb_mon.haddr;
    forever begin
      monitor_valid_data(t);
      if(vif.cb_mon.htrans == IDLE) begin
        break;
      end
    end
  endtask
  ...
endclass
`endif // AHB_MONITOR_SV

总线上的addr是会发生变化的，但是addr只记录头地址，所以我们只记录首地址即可，对于剩下的地址通过data的个数来计算即可。非常巧妙！

至此我们就完成了monitor的搭建，可以看到我们在之前的这些比较测试都是在test中执行的，也就是通过single_write和single_read读写到的数据进行比较检查。在后面的章节中我们搭建了scoreboard，就可以自动比较memory_model。

检查VIP时序的思路: 当根据波形做coding的时候，我们是要有时序的概念的，也就是说driver和monitor我们都是根据波形来进行描述的：

设置断点检查程序是否按照需要运行；
如果data检测到的数据和波形一样，那么就不需要再看波形了，直接检查每次读写的数据即可。

Verify Program

4 ahb_master_monitor 初步实现

4.1 优化ahb_driver时序

4.2 ahb_master_monitor

【调试及结果】