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如何在SystemVerilog中手动设置随机化seed

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可以产生受约束的随机激励是sv验证语言中最主要的feature,这里有一个常常会被验证工程师忽视的问题,就是随机化种子(seed)。
我们知道,用verilog里面的$random或者sv里面的$urandom产生的都只是伪随机数,也就是说,如果不改变seed,每次仿真产生的随机数都一样。
sv的受约束的随机化方法与上述情况其实也有点相同。sv中,每个对象维持自身的内部RNG,排他地用于randomize()方法,这使得对象的随机化保持各自独立。当生成对象时,创建它的线程的RNG的下一个值被用于设置成它的RNG的随机化种子。此时对象的new函数()默认的seed为1,如果不改变seed的值,则每次run仿真时,仍旧会产生相同的激励数据。
因此,我们需要手动设置new()函数中的随机化seed,使得每次run仿真时可以得到真正意义上的随机激励。
手动设置对象RNG的随机化seed的方法是:使用srandom()将种子传给随机的变量seed,这能确保在任意类成员变量被randomize之前,为对象的RNG设置新的随机化seed。举例如下:



1 class Packet;
2 rand bit[15:0] header;
3 ...
4 function new (int seed);
5 this.srandom(seed);
6 ...
7 endfunction
8 endclass






这样,我们便从外部对RNG设置新的随机化seed了:

1 Packet p = new(200); //create p with seed 200.
2 p.srandom(300); //re-seed p with seed 300.

实际代码中,我们可以将seed宏定义为不同的值,还可以使用系统时间作为seed,我们先定义变量seed:

1 module test ;
2 integer seed ;
3 initial begin
4 if(!$value$plusargs("seed=%d",seed))
5 seed = 10 ;
6 ...
7 end
8 endmodule






使用仿真命令即可将系统时间作为seed:

vcs -R test.v +plusargs_save +seed=`date +%N

另外一种经常用到的方法是只需在仿真命令中加入+ntb_random_seed_automatic,代码中不需要出现变量seed,只需要有随机约束:

 1 `timescale 1ns/1ns
2 program test ;
3 integer i ;
4 class rc ;
5 rand int a ;
6 constraint con {a >0;}
7 endclass
8
9 initial begin
10 rc ua = new();
11 for(i=0;i<10;i++) begin
12 ua.randomize();
13 $display("%d",ua.a);
14 end
15 $display("%d",$urandom);
16 end
17 endprogram















仿真命令如下:

vcs -sverilog -R test.sv +plusarg_save +ntb_random_seed_automatic

最后,说点一家之言,仅供参考。

个人认为做随机化的时候,最好能使用一个file来记录之前每次你使用过的seed,原因是你可以在每次run仿真之前都把当前你设置的seed和file里记录的之前的所有seed比较,若不一样就可以用了,以此让随机性更加随机;此外,保存下来的seed,可以使仿真重现,便于debug。


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