为什么这个约束在不同的模拟器上表现不同？

Question

我在测试台中遇到了以下约束。它的行为似乎因使用的模拟器而异。

constraint wr_c {
    if (!one_beat) { addr[5:0] == 0, len == 15 };
}

它实际上应该做什么？

一个例子：

import uvm_pkg::*;

class pkt extends uvm_object;

  rand bit one_beat;
  rand int len;
  rand bit [31:0] addr;

  `uvm_object_utils_begin(pkt)
    `uvm_field_int(one_beat, UVM_DEFAULT)
    `uvm_field_int(len, UVM_DEFAULT)
    `uvm_field_int(addr, UVM_DEFAULT)
  `uvm_object_utils_end

  constraint wr_c {
    if (!one_beat) { addr[5:0] == 0, len == 15 };
  } 

endclass

module test;

  initial begin
    for (int i = 0; i < 10; i++) begin
      automatic pkt p = new();
      p.randomize();
      p.print();
    end
  end

endmodule

Answer 1

不同模拟器给出不同结果的原因可能与求解器的 true 构成有关。使用以下示例：

rand bit [1:0] example;
rand bit one_beat;
constraint example_c { if(!one_beat) example; }

在这种情况下，example 与{ addr[5:0] == 0, len == 15 } 具有相同的随机化宽度。根据模拟器，上述约束可能会推断出example==2'b1 或example!=2'b0 或example>2'b0（有符号和无符号的结果不同）。如果 one_beat 不是一位值，那么对于 if() 语句的需要计数，同样的问题也会发生。

如果要使用 OR 选项，编写约束的更好方法是：

if (!one_beat) ( addr[5:0] == 0  ||  len == 15 );

或

if (!one_beat) { addr[5:0] == 0, len == 15 } != 0; // or '>0', '>=1', etc

当if(!one_beat) 时，约束的创建者希望两个约束都为真，这是一个很好的变化。在这种情况下，以下将是更好的约束选项：

if (!one_beat) { addr[5:0] == 0; len == 15; } // note the semicolon positions

或

if (!one_beat) ( addr[5:0] == 0 && len == 15 );

---

还请注意，对于给定的 SSCCE，one_beat 成为 1'b0 的概率非常低，因为求解器正试图找到 one_beat、addr 和 len 的合法条件，同时等于优先级。

• 当addr[5:0]==0 <b>||</b> len==15它的概率是1/(1+2**6) + 1/(1+2**32)
• 当addr[5:0]==0 <b>&amp;&amp;</b> len==15它的概率是1/(1+2**(6+32))

如果不打算这样做，则添加另一个约束，例如 one_beat dist { ... }; 或 sovle one_beat before addr,len;

• constraintsIEEE Std 1800-2012 § 18.5 受约束的随机值生成
• dist {...}IEEE Std 1800-2012 § 18.5.4 分发
• solve ... before ...IEEE Std 1800-2012 § 18.5.10 变量排序

Answer 2

这就是约束在不同模拟器上的行为方式。约束的行为不同，因为模拟器以不同的方式处理串联约束{a, b};。

下面的代码是伪代码，用于演示问题中的约束是如何工作的。

在 VCS 2013.06 上：

if (!one_beat) { 
  { addr[5:0] == 0, len == 15 } == 2'b01 || { addr[5:0] == 0, len == 15 } == 2'b10;
  // distribution highly favors 2'b01
}

在 Questa SIM 10.1d 上：

if (!one_beat) { 
  { addr[5:0] == 0, len == 15 } == 2'b10;
}

在 INCISIV 13.10.001 上：

if (!one_beat) { 
  { addr[5:0] == 0, len == 15 } == 2'b01 || { addr[5:0] == 0, len == 15 } == 2'b10;
  // distribution favors 2'b10
}