2 TLM
2.1 overview
验证生产力的关键之一是在有意义的抽象级别上考虑问题。在验证处理来回传输的数据包、处理指令或执行其他类型的功能的DUT时，必须创建支持适当抽象级别的验证环境。
UVM提供一组事务级别的通信接口和通道，您可以使用它们在事务级别连接组件。TLM接口的使用将每个组件与整个环境中其他组件的更改隔离开来。
本章讨论了UVM中事务级通信的基本要素，并说明了如何将事务级组件组装到验证环境中的机制。
2.2 TLM，TLM1.0，TLM2.0
TLM是事务级建模，是一种用于构建高度抽象的组件和系统模型的建模风格。
TLM-1和TLM-2.0是两个TLM建模系统，作为构建事务级模型的行业标准而开发。它们都是在SystemC中构建的，并在Open SystemC Initiative (OSCI)的TLM工作组中标准化。TLM-1在2005年实现了标准化，TLM-2.0在2009年成为标准。OSCI于2013年与Accellera合并，目前采用的SystemC标准为IEEE 1666-2011标准
TLM-1和TLM-2.0有共同的传统，许多开发TLM-1的人也从事TLM-2.0的工作。在其他方面，它们是完全不同的。TLM-1是一个消息传递系统。接口不是非定时的，就是依赖于目标进行定时，没有一个接口提供显式的定时注释。TLM-2.0虽然仍然支持数据传输和独立进程之间的同步，但主要用于基于内存映射总线的系统的高性能建模。这两种功能的一个子集已经在SystemVerilog中实现，可以作为UVM的一部分使用。
2.3 TLM1.0
2.3.1Basics
1.Transactions
在UVM中，事务是一个类对象，它包含建模两个组件之间通信单元所需的任何信息。在最基本的示例中，一个用于传输信息的简单总线协议事务的建模如下:
class simple_trans extends uvm_sequence_item;
rand data_t data;
rand addr_t addr;
rand enum { WRITE, READ} kind;
constraint cl { addr<16'h2000;}
...
endclass
事务对象包括在事务上生成和操作所需的变量、约束和其他字段和方法。显然，完全指定总线事务所需的信息通常不止这些。事务中封装的信息的数量和细节是模型抽象级别的指示。可以对事务进行组合、分解、扩展、分层以及其他操作，以在任何抽象级别上建模任何必要的通信。
2.Transaction_level Communication
事务级接口定义了一组使用事务对象作为参数的方法。TLM port 定义用于特定连接的一组方法(应用程序编程接口(API))，而TLM export 提供这些方法的实现。将端口 port 连接到 export 允许在调用端口 port 方法时执行相应的实现。
3.Basic TLM Communication
最基本的事务级操作允许一个组件将事务 put 到另一个组件中。
producer上的方框表示port，consumer上的圆圈表示export。生产者生成事务并将其发送到其put_port:
class producer extends uvm_component;
uwm_blocking_put_port #(simple_trans) put_port;//1 parameter
function new(string name, uvm_component parent);
put_port=new("put_port", this);
endfunction
virtual task run();
simple_trans t;
for(int i=0;i<N;i++) begin
put_port. put(t);
end
endtask
consumer提供put()调用的实际实现。
class consumer extends uvm component;
uvm_blocking_put_imp #(simple_trans, consumer) put_export;//2 parameters
...
task put(simple_trans t);
case(t. kind)
READ://Do read.
WRITE://Do write.
endcase
endtask
endclass
相反的运算是get()，在这种情况下，consumer通过其get端口向producer请求事务:
4.Communication between process
在上面的基本put示例中，consumer只有在调用其put()方法时才会激活。在许多情况下，组件可能需要独立操作，此时producer在一个进程中创建事务，而consumer需要在另一个进程中对这些事务进行操作。UVM提供uvm_tlm_fifo通道来促进这种通信。uvm_tlm_fifo实现了所有TLM接口方法，因此生产者将事务放入uvm_tlm_fifo中，而消费者独立地从fifo中获取事务
当producer事务放入fifo中时，如果fifo满了，它将阻塞，否则它将把对象放入fifo并立即返回。如果事务可用，get操作将立即返回(然后将从fifo中删除)，否则它将阻塞，直到事务可用。因此，两个连续的get()调用将为使用者产生不同的事务。相关的peek()方法返回可用事务的副本，而不删除它。两个连续的peek()调用将返回相同事务的副本。
5.Blocking versus Nonblocking
相反，非阻塞调用会立即返回。非阻塞调用的语义保证调用在发出它的相同的delta循环中返回，也就是说，不需要花费任何时间，甚至不需要一个delta循环。在UVM中，非阻塞调用被建模为函数
6.Connecting Transaction-Level Components
使用为事务级组件定义的poet和export，它们之间的实际连接通过父组件(组件或env)中的connect()方法来完成，其参数是要连接到的对象(端口或导出)。
7.Peer-to-Peer connections
8.Port/Export Compatibility
2.3.2 Encapsulation and Hierarchy
TLM接口的使用将验证环境中的每个组件与其他组件隔离开来。环境实例化一个组件，并将其端口/导出连接到它的邻居(s)，而不需要进一步了解具体实现。较小的组件可以分层地分组以形成较大的组件。对子组件的访问是通过使它们的接口在父级可见来实现的。在这个级别上，父组件看起来只是一个组件，上面有一组接口，而不管它的内部实现是什么。
1.Hierarchical Connections
跨层次边界建立连接涉及到一些其他问题，本节将讨论这些问题：
C和E的连接方式与之前展示的不同。连接C是port到port的连接，连接E是export到export的连接。这两种连接是完成分层连接所必需的。连接C从外部组件导入port到内部组件。连接E export在层次结构中从内部组件向上导出到外部组件。最终，每个事务级别的连接都必须解析，以便port连接到export。但是，端口和导出终端不需要位于层次结构中的相同位置。我们使用port-port和export-export连接将连接器引入层次结构边界，以便在层次结构的下一层进行访问。
2.Connection Types
2.3.3 Analysis Communication
如上所述的put / get通信允许创建验证组件，其模拟系统的“操作”行为。 每个组件负责通过其TLM接口与系统中的其他组件进行通信，以便刺激DUT中的活动和/或响应其行为。 但是，在任何相当复杂的验证环境中，特别是在应用随机化的情况下，应将收集的事务分发到环境的其余部分，以进行端到端检查（记分板）或额外的覆盖率收集。
两种类型的TLM通信之间的关键区别在于put / get端口通常需要相应的export来提供实现。 然而，对于analysis，重点在于特定组件（例如监视器）能够产生事务流，而不管是否存在实际连接到它的目标。 然后将模块化analysis组件连接到analysis_port，每个组件以特定方式处理事务流
1 Analysis Ports
uvm_analysis_port是一个专用的TLM端口，其接口由一个函数write()组成。analysis端口包含与之连接的analysis_exports列表（广播形式）。当组件调用analysis_port.write()时，analysis_port循环遍历列表并调用每个连接导出的write()方法。如果没有连接，write()调用将返回。因此，分析端口可以连接到零个、一个或多个分析导出，但是写入到分析端口的组件的操作并不依赖于连接的导出的数量，因为write()是一个void函数。
2 Analysis Exports
与其他TLM连接一样，连接到分析端口的每个组件都可以通过analysis_export提供write()的实现。 uvm_subscriber基本组件可用于简化此操作.
当多个subscribers连接到analysis_port时，每个subscribers都被传递到同一个事务对象的指针，即write()调用的参数。每个write()实现都必须创建事务的本地副本，然后对副本进行操作，以避免为任何其他可能收到相同指针的subscribers服务器破坏事务内容。