平头哥数字电路验证（DV）专家面试题收录_dv验证

平头哥数字电路验证（DV）专家面试题收录

#平头哥芯片设计
##一面（视频面试）

一、SystemVerilog基础，constraint问题

       一个64位的起始地址和一个8位的长度，需要随机这两个变量，让每次随机出来的地址空间都和之前的任意一次都没有重叠。例如第一次地址是3，长度是5，第二次地址是20，长度是10，这样就可以，但是第三次如果随机出来地址是15，长度是10就不行。因为和第二次有一部分是重叠的。请问这样的class该怎么设计？

1.1 方案一

class addr_manager;
  // 存储所有地址范围的动态数组
  typedef struct packed {
    longint unsigned start;
    byte length;
  } addr_range;
 
  // 已分配的地址数组
  addr_range region[];
 
  // 方法用于加入新的地址段
  function new_region(longint unsigned start, byte length);
    addr_range new_region;
    new_region.start = start;
    new_region.length = length;
    if (!check_overlap(new_region)) begin
      region.push_back(new_region);
    end else begin
      $display("Overlap detected: Cannot add range start=%0d length=%0d", start, length);
    end
  endfunction
 
  // 检查新的地址区域是否与已有区域重叠
  function bit check_overlap(addr_range new_region);
    foreach (region[i]) begin
      if ((new_region.start < (region[i].start + region[i].length)) &&
          ((new_region.start + new_region.length) > region[i].start)) begin
        return 1;
      end
    end
    return 0;
  endfunction
 
endclass
 
 
//你可以通过以下方式使用此类：
module test_module;
  initial begin
    addr_manager am = new;
 
    // 添加一些测试数据
    am.new_region(3, 5);
    am.new_region(20, 10);
    am.new_region(15, 10);  // 这条会检测到重叠并且拒绝
    am.new_region(35, 5);  // 正常添加
 
    // 确认区域数据
    foreach(am.region[i]) begin
      $display("Region %0d: Start=%0d, Length=%0d", i, am.region[i].start, am.region[i].length);
    end
  end
endmodule
//--------------------------------------------------------------------------------------
//在此设计中，每次尝试添加新的地址区域能够先检查是否存在重叠。
//如果检测到重叠，该区域不会被添加到列表中。这样可确保所有地址区域都不会重叠。

1.2 方案二

class NonOverlappingMemoryRegionGenerator;
    localparam MAX_ADDRESS = 2**64 - 1; // Max 64-bit address
    localparam MAX_LENGTH = 2**8 - 1;   // Max 8-bit length
 
    rand bit [63:0] start_address;
    rand bit [7:0] length;
 
    constraint no_overlap {
        foreach (used_regions[i]) {
            // Check that the new region does not overlap with any existing region
            !(start_address inside {[used_regions[i].start : used_regions[i].end]})
                && !(used_regions[i].start inside {[start_address : start_address + length]});
        }
    }
 
    mailbox #(region_t) used_regions;
 
    typedef struct {
        bit [63:0] start;
        bit [63:0] end;
    } region_t;
 
    function new();
        used_regions = new();
    endfunction
    task generate_memory_region();
        region_t new_region;
        new_region.start = start_address;
        new_region.end = start_address + length - 1;
 
        forever begin
            assert(start_address <= MAX_ADDRESS - length);
            assert(length <= MAX_LENGTH);
 
            if (!used_regions.try_put(new_region)) break;
            else begin
                $display("Overlap detected, retrying...");
                `uvm_info(get_type_name(), "Overlap detected, retrying...", UVM_LOW)
            end
        end
    endtask
    task get_used_regions(ref region_t regions[$]);
        region_t region;
        while (used_regions.try_get(region)) begin
            regions.push_back(region);
        end
    endtask
 
endclass

在这个类中：

•MAX_ADDRESS 和 MAX_LENGTH 定义了最大地址和最大长度的值。

•类成员变量 start_address 和 length 分别用于存储随机生成的起始地址和长度，它们被声明为 rand 类型，以便进行随机化。

•no_overlap 约束确保新生成的内存区域与已使用的区域没有重叠。这通过遍历 used_regions 邮箱中的所有已使用区域，并检查新区域是否在其范围内，以及已使用区域是否在新区域范围内来实现。

•used_regions 是一个 mailbox 类型的变量，用于存储已生成且无重叠的内存区域。每个区域由自定义结构体 region_t 表示，包含起始地址和结束地址。

•构造函数 new() 初始化 used_regions 邮箱。

•generate_memory_region() 任务负责生成新的内存区域。它首先计算新区域的起始和结束地址，然后尝试将新区域放入 used_regions 邮箱。如果放入成功（即无重叠），则跳出循环；否则，继续尝试生成新的随机地址和长度。

•get_used_regions() 任务用于获取当前所有已生成且无重叠的内存区域，将它们存入传递的参考参数数组 regions 中。使用此类时，只需实例化一个 NonOverlappingMemoryRegionGenerator 对象，然后调用其 generate_memory_region() 任务即可生成新的不重叠内存区域。如需查看已生成的所有区域，可调用 get_used_regions() 任务并传入一个空数组来接收这些区域信息。