返回介绍

第十三章 进程间的同步与通信

发布于 2020-09-09 22:55:51 字数 2957 浏览 1231 评论 0 收藏 0

主题

主题描述
13.1 简介(一般信息)对于用来对一个复杂系统或高度灵活的测试平台进行建模的动态进程来说,高层次并且易于使用的同步和通信机制对于控制它们之间的通信是非常必要的。Verilog提供了基本的同步机制(也就是->和@),但它们仅限于静态对象,虽然这对于硬件级的同步来说是足够的,然而它们却不能满足高度动态、灵活的测试平台的需要。在系统级,Verilog的一个本质上的限制就是它缺乏创建动态事件和通信通道的能力,而这些对于创建动态进程却是必需的。

SystemVerilog加入了强大而又易于使用的同步和通信机制的集合,所有这些都可以动态地产生和回收。SystemVerilog加入了一个内建的semaphore类,这个内建类可以用来同步以及相互排斥地共享资源。一个mailbox内建类可以用作是进程间的通信通道。SystemVerilog还增强了Verilog的命名事件数据类型以便满足许多系统级的同步需求。

semaphore和mailboxe是内建类型,尽管如此,它们仍然是类,并且可以用作基类以便衍生额外的更高层次的类。这些内建的类驻留在内建的std包中(参见7.10.1节),因此它们可以在任何其它范围内被用户代码重新定义。

13.2 semaphore从概念上讲,一个semaphore是一个桶。当为semaphore分配内存的时候,会产生一个包含固定数目键值的桶。使用semaphore的进程在继续执行之前必须首先从桶中获得一个键值。如果一个特定的进程要求一个键值,那么只能同时出现固定数目的进程。所有其它进程必须等待直到足够数目的键值返回到桶中。典型情况下semaphore被用来控制对共享资源的互斥访问,以及用来实现基本的同步。

产生一个semaphore的例子如下:

13.3 mailboxmaibox是一种通信机制,它使得消息能够在进程间通信。被一个进程发送到一个mailbox的数据可以被另外一个进程重新获得。

从概念上讲,mailbox的行为就像一个真实的邮箱一样。当一封信被分发并且放入到邮箱的时候,一个人可以重新获得这封信(以及存储在其中的任何数据)。然而,如果当这个人检查邮箱的时候这封信还没有被分发,那么这个人必须做出选择:它要么等待这封信被分发,要么在下一次检查邮箱的时候重新获得这封信。与此类似,SystemVerilog的mailbox以一个可控的方式来传输和接收数据。在产生mailbox的时候,它可以具有有界的队列尺寸也可以具有无边界的尺寸。当一个有界mailbox包含了其边界数目的消息的时候,mailbox会变满。一个试图向已经满了的mailbox放置消息的进程应该被挂起,直到在mailbox队列中具有足够的空间。在一个发送操作中,无边界mailbox永远也不会挂起一个线程。

产生一个mailbox的例子如下:

13.4 参数化的mailbox缺省的mailbox是无类型的,也就是说,单个mailbox可以发送和接收任何类型的数据。这是一个非常强大的机制,然而不幸的是,它也会因为一个消息与用来重新获得消息的变量间的类型不匹配而导致运行时错误。一个mailbox经常被用来传输一个特定的消息类型,在这种情况下,如果能够在编译时发现类型不匹配,那会是很有用的。

参数化的mailbox与参数化类(参见11.23节)、模块和接口使用相同的机制。

13.5 事件在Verilog中,命名的事件是静态对象,它可以通过->操作符触发,并且通过@操作符进程可以等待一个事件被触发。SystemVerilog事件支持相同的基本操作,但它从几个方面增强了Verilog事件。最为显着的增强是:Verilog命名事件的触发状态没有持续时间,而在SystemVerilog中,这个触发状态在事件被触发的整个时间步值内持续。而且,SystemVerilog事件作为同步队列的句柄使用,因此,它们可以作为参数传递给任务,并且它们可以赋值到另外一个事件或者与另外一个事件进行比较。

现存的Verilog事件操作(@和->)是后向兼容的,当使用在静态Verilog上下文中的时候可以继续以相同的方式工作。下面所描述的其它功能可以在静态上下文或动态上下文中作用于所有的事件。

SystemVerilog事件为一个底层的同步对象提供了一个句柄。当进程等待一个事件被触发的时候,进程被放入到一个在同步对象内部维护的队列当中。进程可以或者通过@操作符,或者通过使用wait()结构检查它们的触发状态来等待一个SystemVerilog事件被触发。事件通过使用->或->>操作符来触发。

13.6 事件排序:wait_order()wait_order结构会挂起调用进程直到所有指定的事件以指定的顺序(从左到右)被触发,或者任何为触发的事件被乱序触发,并因此会导致操作失败。

wait_order结构的语法如下:

13.7 事件变量一个事件是一个唯一具有几个重要特性的数据类型。与Verilog不同,SystemVerilog事件可以被赋值到另外一个事件。当一个事件赋值到另外一个事件的时候,源事件的同步队列被源事件和目标事件所共享。从这个意义上讲,事件是一个全功能的变量而不仅仅是标签。

链接

主题

如果你对这篇内容有疑问,欢迎到本站社区发帖提问 参与讨论,获取更多帮助,或者扫码二维码加入 Web 技术交流群。

扫码二维码加入Web技术交流群

发布评论

需要 登录 才能够评论, 你可以免费 注册 一个本站的账号。
列表为空,暂无数据
    我们使用 Cookies 和其他技术来定制您的体验包括您的登录状态等。通过阅读我们的 隐私政策 了解更多相关信息。 单击 接受 或继续使用网站,即表示您同意使用 Cookies 和您的相关数据。
    原文