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前言

在 UVM 驗證環境中，connect_phase 是組件間通信鏈路構建的核心階段，用于連接 TLM 端口、分析端口等通信接口。以下是分步驟的詳細應用說明：

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1. connect_phase 的作用與執行順序

• 功能：建立組件間的通信通道（如 TLM 端口、分析端口、FIFO 等）。
• 執行順序：自底向上（Bottom-Up），子組件的 connect_phase 先于父組件執行。
• 與 build_phase 的區別：build_phase 創建組件實例，connect_phase 連接組件實例。

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2. TLM 連接的類型與示例

2.1 生產者-消費者模型

場景：Driver 生成事務（Transaction），Scoreboard 接收事務進行比對。

// Driver 類定義（生產者）
class instruction_driver extends uvm_driver #(instruction_tx);`uvm_component_utils(instruction_driver)uvm_blocking_put_port #(instruction_tx) put_port;  // 阻塞式輸出端口function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);put_port = new("put_port", this);endfunction
endclass// Scoreboard 類定義（消費者）
class regfile_scoreboard extends uvm_scoreboard;`uvm_component_utils(regfile_scoreboard)uvm_blocking_put_imp #(instruction_tx, regfile_scoreboard) put_imp;  // 阻塞式輸入端口實現function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);put_imp = new("put_imp", this);endfunction// 實現 put 方法（接收數據）task put(instruction_tx tx);// 比對邏輯endtask
endclass// Env 中的 connect_phase 連接端口
class processor_env extends uvm_env;instruction_driver   driver;regfile_scoreboard   scoreboard;virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);driver.put_port.connect(scoreboard.put_imp);  // 端口綁定endfunction
endclass

2.2 分析端口廣播模型

場景：Monitor 監控 DUT 信號，通過分析端口廣播給多個組件（Scoreboard、Coverage）。

// Monitor 類定義（廣播者）
class data_monitor extends uvm_monitor;`uvm_component_utils(data_monitor)uvm_analysis_port #(data_tx) ap;  // 分析端口function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);ap = new("ap", this);endfunctiontask run_phase(uvm_phase phase);// 捕獲數據并通過 ap.write(tx) 廣播endtask
endclass// Scoreboard 和 Coverage 類定義（訂閱者）
class data_scoreboard extends uvm_scoreboard;uvm_analysis_imp #(data_tx, data_scoreboard) ap_imp;function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);ap_imp = new("ap_imp", this);endfunctionfunction void write(data_tx tx);// 數據比對邏輯endfunction
endclassclass data_coverage extends uvm_component;uvm_analysis_imp #(data_tx, data_coverage) ap_imp;function new(string name, uvm_component parent);super.new(name, parent);ap_imp = new("ap_imp", this);endfunctionfunction void write(data_tx tx);// 覆蓋率收集邏輯endfunction
endclass// Env 中的 connect_phase 連接分析端口
class data_env extends uvm_env;data_monitor     monitor;data_scoreboard  scoreboard;data_coverage    coverage;virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);monitor.ap.connect(scoreboard.ap_imp);   // 單播連接monitor.ap.connect(coverage.ap_imp);     // 多播連接endfunction
endclass

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3. 層次化連接示例

場景：在 SoC 驗證中，連接跨層級的組件（如 Agent 到 Env 級 Scoreboard）。

// Agent 內部定義分析端口
class data_agent extends uvm_agent;data_monitor monitor;uvm_analysis_port #(data_tx) ap;  // Agent 級分析端口virtual function void build_phase(uvm_phase phase);super.build_phase(phase);monitor = data_monitor::type_id::create("monitor", this);ap = new("ap", this);endfunctionvirtual function void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);// 將 Monitor 的端口連接到 Agent 的端口monitor.ap.connect(ap);endfunction
endclass// Env 中跨層級連接
class soc_env extends uvm_env;data_agent       d_agent;soc_scoreboard   soc_sb;virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);// 連接 Agent 的端口到 Scoreboardd_agent.ap.connect(soc_sb.ap_imp);endfunction
endclass

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4. 動態連接與條件化配置

場景：根據測試需求動態啟用/禁用某些連接。

// Env 中按條件連接
class dynamic_env extends uvm_env;data_agent      d_agent;debug_monitor   dbg_mon;bit             enable_debug;virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);// 默認連接d_agent.monitor.ap.connect(scoreboard.ap_imp);// 動態啟用調試連接if (enable_debug) begind_agent.monitor.ap.connect(dbg_mon.ap_imp);endendfunction
endclass

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5. 關鍵注意事項

1. 執行順序：connect_phase 是自底向上執行，確保子組件先連接，父組件后連接。
2. 端口類型匹配：連接的端口必須類型兼容（如 uvm_blocking_put_port 必須連接 uvm_blocking_put_imp）。
3. 引用層級路徑：跨層級連接時需正確引用組件路徑（如 agent.monitor.ap）。
4. 避免空指針：確保連接的組件已在 build_phase 中實例化。
5. FIFO 連接：若需緩沖數據，可使用 uvm_tlm_fifo 作為中間件：

uvm_tlm_fifo #(data_tx) fifo = new("fifo", this);
monitor.ap.connect(fifo.analysis_export);
scoreboard.ap_imp.connect(fifo.get_ap);

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6. 完整示例：SoC 驗證環境連接

6.1 Monitor 廣播數據

class soc_monitor extends uvm_monitor;uvm_analysis_port #(soc_tx) ap;virtual task run_phase(uvm_phase phase);forever begin// 捕獲 DUT 信號生成 soc_txap.write(tx);  // 廣播事務endendtask
endclass

6.2 Scoreboard 和 Coverage

class soc_scoreboard extends uvm_scoreboard;uvm_analysis_imp #(soc_tx, soc_scoreboard) ap_imp;function void write(soc_tx tx);// 比對事務與預期結果endfunction
endclassclass soc_coverage extends uvm_component;uvm_analysis_imp #(soc_tx, soc_coverage) ap_imp;function void write(soc_tx tx);// 收集覆蓋率endfunction
endclass

6.3 Env 中的連接

class soc_env extends uvm_env;soc_monitor      monitor;soc_scoreboard  scoreboard;soc_coverage    coverage;virtual function void connect_phase(uvm_phase phase);super.connect_phase(phase);monitor.ap.connect(scoreboard.ap_imp);monitor.ap.connect(coverage.ap_imp);endfunction
endclass

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通過 connect_phase，UVM 驗證環境中的組件能夠高效協作，實現事務級數據交互，為驗證場景的動態性和可擴展性奠定基礎。