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前言

在 UVM 验证环境中，extract_phase 是用于提取仿真结果并进行后处理的关键阶段。以下是如何在具体验证项目中应用 extract_phase 的详细说明和示例：

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1. extract_phase 的作用与特点

• 功能：
  • 提取仿真结果（如 DUT 输出、覆盖率数据、事务记录等）。
  • 检查仿真环境的状态和 DUT 的状态。
  • 为后续的 check_phase 和 report_phase 提供数据支持。
• 执行顺序：
  • extract_phase 在 run_phase 之后执行，属于 后仿真阶段。
  • 执行顺序为 自底向上（Bottom-Up），子组件的 extract_phase 先于父组件执行。
• 典型应用场景：
  • 提取通信协议中的数据包。
  • 收集覆盖率数据。
  • 检查 DUT 输出的正确性。

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2. 在验证项目中的应用

2.1 提取 DUT 输出

场景：在通信协议验证中，提取接收到的数据包并检查其完整性。

示例代码

class protocol_monitor extends uvm_monitor;`uvm_component_utils(protocol_monitor)uvm_analysis_port #(protocol_packet) ap;protocol_packet pkt;virtual task run_phase(uvm_phase phase);// 监控 DUT 接口，捕获数据包forever begin@(posedge vif.clk);if (vif.valid && vif.ready) beginpkt = protocol_packet::type_id::create("pkt");pkt.data = vif.data;ap.write(pkt);  // 广播数据包endendendtaskvirtual function void extract_phase(uvm_phase phase);super.extract_phase(phase);// 提取捕获的数据包并检查完整性if (pkt != null) beginif (!pkt.check_integrity()) begin`uvm_error("PKT_ERR", "Packet integrity check failed!")endendendfunction
endclass

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2.2 收集覆盖率数据

场景：在功能覆盖率验证中，提取覆盖率数据并生成报告。

示例代码

class coverage_collector extends uvm_component;`uvm_component_utils(coverage_collector)protocol_packet pkt;covergroup cg;// 定义覆盖率点coverpoint pkt.data {bins low = {[0:127]};bins mid = {[128:255]};}function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);cg = new();endfunctionvirtual function void write(protocol_packet pkt);this.pkt = pkt;cg.sample();  // 采样覆盖率endfunctionvirtual function void extract_phase(uvm_phase phase);super.extract_phase(phase);// 提取覆盖率数据`uvm_info("COV", $sformatf("Coverage: %.2f%%", cg.get_coverage()), UVM_MEDIUM)endfunction
endclass

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2.3 检查 DUT 状态

场景：在存储器验证中，提取 DUT 的状态并检查其正确性。

示例代码

class memory_checker extends uvm_component;`uvm_component_utils(memory_checker)bit [31:0] mem_data [0:1023];  // 存储器模型virtual function void extract_phase(uvm_phase phase);super.extract_phase(phase);// 提取 DUT 的存储器内容for (int i = 0; i < 1024; i++) beginmem_data[i] = vif.mem_read(i);end// 检查存储器内容是否正确foreach (mem_data[i]) beginif (mem_data[i] != expected_data[i]) begin`uvm_error("MEM_ERR", $sformatf("Address 0x%h: Expected=0x%h, Actual=0x%h",i, expected_data[i], mem_data[i]))endendendfunction
endclass

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3. 层次化提取与数据传递

场景：在 SoC 验证中，从子组件提取数据并传递到顶层环境进行汇总。

示例代码

class soc_env extends uvm_env;`uvm_component_utils(soc_env)protocol_agent  agent;soc_scoreboard  scoreboard;virtual function void extract_phase(uvm_phase phase);super.extract_phase(phase);// 从 Agent 提取数据并传递给 Scoreboardagent.monitor.extract();scoreboard.extract();endfunction
endclassclass protocol_agent extends uvm_agent;`uvm_component_utils(protocol_agent)protocol_monitor monitor;virtual function void extract_phase(uvm_phase phase);super.extract_phase(phase);monitor.extract();  // 调用 Monitor 的 extract 方法endfunction
endclass

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4. 调试与优化

1. 调试技巧：
   • 使用 uvm_info 打印提取的数据：

     `uvm_info("EXTRACT", $sformatf("Extracted data: %h", data), UVM_MEDIUM)
     

   • 使用 uvm_error 标记错误状态。
2. 性能优化：
   • 避免在 extract_phase 中执行耗时操作（如复杂计算）。
   • 将数据提取任务分散到多个子组件中并行执行。

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5. 完整示例：通信协议验证环境

Testbench 顶层

module top;protocol_if vif();protocol_dut dut(.clk(vif.clk), .data(vif.data), .valid(vif.valid), .ready(vif.ready));initial beginuvm_config_db#(virtual protocol_if)::set(null, "uvm_test_top.env*", "vif", vif);run_test("protocol_test");end
endmodule

Test 用例

class protocol_test extends uvm_test;`uvm_component_utils(protocol_test)protocol_env env;virtual function void build_phase(uvm_phase phase);super.build_phase(phase);env = protocol_env::type_id::create("env", this);endfunctionvirtual task run_phase(uvm_phase phase);phase.raise_objection(this);#1000;  // 等待仿真完成phase.drop_objection(this);endtask
endclass

Env 集成

class protocol_env extends uvm_env;`uvm_component_utils(protocol_env)protocol_agent  agent;protocol_checker checker;virtual function void extract_phase(uvm_phase phase);super.extract_phase(phase);agent.monitor.extract();  // 提取数据checker.extract();        // 检查数据endfunction
endclass

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通过合理设计 extract_phase，可以高效提取仿真结果并完成数据检查，为验证环境的正确性和覆盖率分析提供支持。