System Verilog中的Mailboxes

Mailboxes是進(jìn)程間通信的另一種方式，但是比semaphores更強(qiáng)大，因?yàn)?strong>Mailboxes可以在兩個(gè)進(jìn)程之間交換消息。

數(shù)據(jù)可以由一個(gè)進(jìn)程發(fā)送，由另一個(gè)進(jìn)程獲取，顧名思義就像是郵箱一樣。

獲取郵箱中信件的方式有兩種：
1、一直等待信件的到來（blocking）
2、如果沒有信件就先去干其他事情，過一會兒再來看是否信件到了。（non-blocking）

從Mailboxes中可以存放信件規(guī)模的角度，Mailboxes可以大致分為bounded Mailboxes和unbounded Mailboxes。

bounded Mailboxes就是指Mailboxes中能夠容納有限數(shù)量的信件，如果在Mailboxes滿時(shí)寫入會阻塞住，直到不滿。unbounded Mailboxes可以容納無限數(shù)量的信件。

Mailboxes也可以聲明為只能存放某一類的信件。默認(rèn)情況下，Mailboxes是無類型的，這意味著Mailboxes可以發(fā)送和接收任何不同類型的信件。

郵箱聲明的語法是:

mailbox mbox;

Mailbox是一個(gè)SystemVerilog內(nèi)置類，自然也提供了許多內(nèi)置的方法:

1、new ()
創(chuàng)建一個(gè)mailbox，函數(shù)原型是：

functionnew()(intbound=0);

會返回一個(gè)mailbox句柄，默認(rèn)bound是0，表示unbounded mailbox。

2、num ()
返回mailbox中信件的個(gè)數(shù)，函數(shù)原型是：

functionintnum();

3、put ()
blocking put（按照FIFO順序），如果mailbox滿了會阻塞進(jìn)程，函數(shù)原型是：

task put (singular message)

4、try_put ( )
non-blocking put（按照FIFO順序），如果mailbox滿了不會阻塞進(jìn)程，會返回值0。函數(shù)原型是：

functiontry_put(singularmessage);

5、get ()
blocking get（按照FIFO順序），如果mailbox是空的，會一直blocking進(jìn)程。函數(shù)原型是：

taskget(refsingularmessage);

6、try_get ( )
non-blocking get（按照FIFO順序）,如果mailbox是空的，不會阻塞進(jìn)程，會返回值0。函數(shù)原型是：

function int try_get( ) (ref singular expression)

7、peek ( )
peek（）不同于get(),peek會復(fù)制mailbox中的信件，而不會將信件從mailbox中刪除。函數(shù)原型是：

taskpeek(refsingularmessage);

如果mailbox是空的，會一直block進(jìn)程。
8、try_peek ()，不過多言說，non-block peek。函數(shù)原型是：

function int try_peek ( ref singular expression)

示例：

module mB;
 bit [7:0] mem [0:3];
 int i, j, data;
 mailbox mbox; //declare a mailbox
 
 initial begin
 mbox = new (4); //create a bounded mailbox
 
 fork
 DMA_write;
 CPU_read; 
 join 
 end
 
 task DMA_write; 
 $display($stime,,, "DMA puts Mem Data into mbox");
 for (i=0; i < 4; i++) begin
 mem[i] = $urandom;
 $display($stime,,, "DMA WRITE[%0d] = %0d",i,mem[i]);
 mbox.put(mem[i]); //put data into the mailbox
 end
 endtask
 
 task CPU_read;
 $display($stime,,, "CPU retrieves Mem Data from mbox");
 for (j=0; j < 4; j++) begin
 mbox.get(data); //retrieve data from the mailbox
 $display($stime,,, "CPU READ[%0d] = %0d",i,data);
 end 
 endtask
 
endmodule

仿真log:

 0 DMA puts Mem Data into mbox
 0 DMA WRITE[0] = 36
 0 DMA WRITE[1] = 129
 0 DMA WRITE[2] = 9
 0 DMA WRITE[3] = 99
 0 CPU retrieves Mem Data from mbox
 0 CPU READ[0] = 36
 0 CPU READ[1] = 129
 0 CPU READ[2] = 9
 0 CPU READ[3] = 99
 V C S S i m u l a t i o n R e p o r t

上面這個(gè)例子首先聲明了一個(gè)mailbox “mbox”，然后例化深度為4。

后面兩個(gè)并行的進(jìn)程“DMA_write”和“CPU_read” 。從打印log來看并不存在兩個(gè)進(jìn)程之間的沖突。

參數(shù)化Mailbox

如果希望在mailbox put和get時(shí)進(jìn)行類型檢查，可以顯式地聲明mailbox的類型。

module pMailbox; 
 typedef mailbox #(string) string_mbox;
 string s;
 
 initial begin
 static string_mbox SMbox = new;
 s = "hi";
 SMbox.put( s );
 $display("String 'put' is %s", s);
 SMbox.get( s ); 
 $display("String 'get' is %s", s);
 end
endmodule

仿真log:

String 'put' is hi
String 'get' is hi

審核編輯：湯梓紅