1. 前言

在硬件電路中，為了使系統(tǒng)在異常情況下能自動復位，一般都需要引入看門狗(Watchdog)。看門狗其實就是一個定時器電路。當看門狗啟動后，計數(shù)器開始自動計數(shù)，經(jīng)過一定時間，如果沒有被清零，計數(shù)器溢出就會對CPU產(chǎn)生一個復位信號使系統(tǒng)重啟（俗稱“被狗咬”）。系統(tǒng)正常運行時，需要在看門狗允許的時間間隔內(nèi)對看門狗計數(shù)器清零（俗稱“喂狗”），不讓復位信號產(chǎn)生。如果系統(tǒng)不出問題，程序保證按時“喂狗”，一旦程序跑飛，沒有“喂狗”，系統(tǒng)“被咬”復位。

2. Heartbeat作用

UVM heartbeat在UVM中充當類似看門狗定時器的角色，我們可以設定它的定時長度，也就是在這時間內(nèi)必須要喂狗，還可以設定heartbeat要監(jiān)控的組件。uvm_heartbeat 監(jiān)視測試環(huán)境中組件的活動，如果發(fā)現(xiàn)在指定的時間間隔內(nèi)沒有活動，則 uvm_heratbeat 發(fā)出UVM_FATAL消息，導致模擬結(jié)束，可以在早期階段檢測仿真掛住，而不是在全局仿真超時到期時檢測：

• 這將有助于識別導致死鎖的組件；
• 通過提前終止仿真來節(jié)省仿真時間并釋放資源；

既然uvm_heartbeat類似于看門狗，那么在使用上，只需要關注以下三件事：

• 配置它的定時長度 (這段時間內(nèi)沒有喂狗就終止仿真)
• 配置它需要監(jiān)控的對象 (由哪些對象去喂狗)
• 設置多長時間喂狗 (正常情況下這個時間要小于步驟1的定時長度，除非TB或RTL出問題了)

3. Heartbeat內(nèi)置函數(shù)

uvm_heartbeat 類派生自 uvm_object，它提供一組內(nèi)置方法來方便用戶使用。有如下：

注意：uvm_event e 必須定期觸發(fā)，它會設置一個監(jiān)視窗口。如果heartbeat監(jiān)視器在該時間段內(nèi)未發(fā)現(xiàn)任何活動，則會生成 HBFAIL UVM_FATAL消息。一般來說，事件e可以在無限循環(huán)中觸發(fā)，作為一個永遠持續(xù)的過程。

4. Heartbeat例子

根據(jù)heartbeat的作用和內(nèi)置函數(shù)，舉個使用例子。

第一步創(chuàng)建喂狗的uvm_objection實例(假設為uvm_objection obj=new(“obj”))，這個objection需要傳遞給uvm_heartbeat和所有被監(jiān)控組件，被監(jiān)控組件需要定期去raise這個obj來達到喂狗的目的。

第二步創(chuàng)建觸發(fā)監(jiān)控窗口的uvm_event實例(假設為uvm_event hb_e=new(“hb_e”))，這個event決定了多長時間去檢查下是否有組件喂狗了，也就是raise objection。

第三步就是創(chuàng)建uvm_heartbeat實例(假設為uvm_heartbeat hb=new("hb", this, obj))，在這里把obj傳遞進去了。

第四步設置uvm_heartbeat的工作模式，比如hb.set_mode(UVM_ANY_ACTIVE)。

第五步設置uvm_heartbeat觸發(fā)檢查的event和檢查對象，比如hb.set_heartbeat(hb_e,hb_comp)。這里面把event hb_e和監(jiān)控組件列表comp傳遞給uvm_heartbeat了。

此時uvm_heartbeat就正式開始工作了，在hb_e每次被trigger()的時候，根據(jù)當前工作模式去檢查各個被監(jiān)控組件是否有調(diào)用過obj.raise_objection(this)。如果沒有，就會停止仿真，表明驗證環(huán)境有異常情況。另外一點大家主要注意的是，被監(jiān)控的多個組件raise的objection是同一個，也就是obj這個實例，因此需要在上層創(chuàng)建好obj之后，把句柄傳遞給各個被監(jiān)控組件去raise。

以下為uvm_heartbeat監(jiān)控兩個組件(compA和compB)的示意圖，uvm_heartbeat模式為UVM_ALL_ACTIVE。第一張圖，在檢查窗口內(nèi)，compA和compB都有喂狗，檢查通過。第二張圖，在檢查窗口內(nèi)，只有compB喂狗，compA沒有喂狗，因此檢查失敗，會報出UVM_FATAL。