[SV]Systemverilog中@和wait區別及應用案例分析


Systemverilog中@和wait區別及應用案例分析

前言：在SystemVerilog中，用来触发事件时，使用->；用来等待事件使用@或者wait。那么@和wait有什么区别呢？在Verilog中当一个线程在一个事件上发生阻塞的同时，正好另一个线程触发了这个事件，则竞争就出现了。如果触发线程先于阻塞线程，则触发无效（触发是一个零宽度的脉冲）。

一、解决方法：

Systemverilog 引入了triggered()函数，用于检测某个事件是否已被触发过，包括正在触发。线程可以等待这个结果，而不用在@操作符上阻塞。

1.1、使用@等待某個Event產生競爭

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`timescale 1ns/10fs

module event_test();
  event a;    //使用关键字event来声明一个事件a

  initial begin
    #50ns;
    ->a;
  end

  initial begin
    #50ns;
    @a; //第一个进程在50ns后触发了事件a，第二个进程在1ns的时候等待a，有可能等的到，有可能等不到，产生竞争
  end

endmodule

1.2、使用wait(event_a.triggered)等待Event

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module event_test();
  event a;    //使用关键字event来声明一个事件a

  initial begin
    #50;
    ->a;
    $display("Event a is being triggered!");
  end


  initial begin
    #20;
    wait(a.triggered); //使用wait来等待事件a，这种方式是一定可以等到a的
    $display("#20 a.triggered!");
  end

  initial begin
    #50;
    wait(a.triggered); //使用wait来等待事件a，这种方式是一定可以等到a的，这是和使用@来等待的区别
    $display("#50 a.triggered!");
  end

  initial begin
    #60;
    wait(a.triggered); //使用wait来等待事件a，a會被trigger一次，並且並且發生在wait之前，永遠等不到
    $display("#60 a.triggered!");  //不會被打印
  end

endmodule

二、Event: @/trigger?ed()

在多线程通信中，可以使用event实现线程的同步，即一个线程等待/触发另一个线程。

2.1、使用方法?

  • Thread 1（触发线程）： ?? -> event;
  • Thread 2（等待线程）：@event / wait(event.triggered);?

使用上述方法，Thread2就会blocking在 ?@event / wait(event.triggered); ?处，只有Thread1执行完 ??-> event; 后，Thread2才会向下执行。按上述方法使用是没问题的，那么有下面几个问题：

2.2、典型问题

  • Q1: ? 如里Thread2等待的语句在Thread1触发后执行，会是什么样的结果呢？
  • A: 如果Thread1触发操作只有一次，那么Thread2将永远blocking在等待语句@event / wait(event.triggered())处?。
  • 結論：等待线程的等待语句必须发生在触发线程之前執行。
  • Q2?: @event与wait(event.triggered)?的区别
  • A: ?若触发线程和等待线程在同一时刻发生，则使用wait(event.triggered)的线程会被触发，结束blocking，而使用@event的线程则会永远blocking在这，无法结束。看下面的两个例子：
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module event_test();
  event a;    //使用关键字event来声明一个事件a

  initial begin
    #1;
    ->a;
    $display("Event a is being triggered!");    
  end

  initial begin
    #1;
    @a; //第一个进程在1ns后触发了事件a，那么第二个进程在1ns的时候等待a，有可能等的到，有可能等不到，产生竞争
    $display("wait event a");
  end

  initial begin
    #1;
    wait(a.triggered); //第一个进程在1ns后触发了事件a，那么第二个进程在1ns的时候等待a，一定能等到
    $display("wait a.triggered");
  end

endmodule
  • Q3: 从上面的例子可以看出，在该类应用中，使用wait(event.triggered)要优于使用@event的方法，但wait(event.triggered)的方法在任何时候都会优于@event吗？
  • A: 答案是否定的。看下面这个例子：
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forever begin
  wait(handshake.triggered); //注意不要寫成wait(handshake.triggered())，會有編譯錯誤，因為triggered不是一個function
  $display("get nexr event ...");
  process_in_zero_time();
end

如果是在循环中使用wait(event.triggered)，并且在下次等待之前没有延时，那么该事件一旦被触发就会反复执行，对上面的例子，如果某一时刻触发了handshake事件，则该Thread就会一直display（導致仿真Hang死），这种结果不是我们想要的，解法有两种：

1、wait(handshake.triggered)之后增加让时间推进的操作，如@(clk)。

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forever begin
  wait(handshake.triggered);
  $display("get nexr event ...");
  process_in_zero_time();
  @clk;
end

2、将?wait(handshake.triggered)换成 @handshake， 可以避免零延时循环。

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forever begin
  @handshake;
  $display("get nexr event ...");
  process_in_zero_time();
end