学习记录14（线程间通信）重要

1.线程间通信的方式
事件event，旗语semaphore，信箱mailbox

2.学习目标
了解三种线程通信方法的用法，以及线程的使用和通信需求

3.线程的使用
verilog中的语句分组使用begin end和fork join，在SV中引入了fork join_any和fork join_none
这块在本子上总结了
fork---join：块内语句都是并行执行的，且所有块内语句执行完毕后才执行块后语句
fork---join_any：块内语句都是并行执行的，且块内任意语句或者任务执行完后就执行块后语句
fork---join_none：块内语句都是并行执行的，且将块内所有任务或者语句都启动之后就开始执行块后语句

4.线程间的通信

解决办法就是上面线程间通信三种方式。

1）事件：事件本身是一个句柄，用于进程间的同步，可同步多个并发的进程，比如某个进程等待着事件，而另一个进程则触发这个事件。

• @操作符是阻塞的，边沿触发的，当且仅当在等待时电平发生偏转才会执行其下的语句。也就是说过了操作的时间点，如果没有捕捉到，那么就会被阻塞在那里，直到下一次到来。如果没有下一次，就一直阻塞。（就例如等待事件是在10ns执行的，触发事件在10ns之前，等待事件就不能检测到这个触发事件。）
• wait也是阻塞的，不同点在于是电平触发，如果在等待前就已经触发，那就是非阻塞，等待后触发就是阻塞。

在SV中，引入了triggered属性，该属性可用于查询事件是否已经被触发，而不是只检测当前时刻事件是否触发，线程只等待该结果，而不是在@处阻塞。

triggered是事件的一个属性，当声明事件句柄ev后，只有当某个进程内部的某个动作触发事件->ev,才会让事件进入已触发(trigerred)的状态,也就是说triggered 不是“设置”开关，而是“查看”状态。它让你告别@的阻塞等待，只在触发时标记成已触发，唤醒所有在该事件上阻塞的线程（后续处理再通过阻塞方式等待triggered），从而让线程可以安全、非阻塞地继续执行。

场景 A：你用的是 if (ev.triggered) —— 非阻塞检查
已触发（True）：线程把 if 条件里的代码执行一遍，然后继续往下走（执行）。
未触发（False）：线程直接跳过 if 块（不执行里面的代码），继续往下执行后面的语句。它绝对不会去触发事件，也绝对不会卡住等你。
if (ev.triggered) begin
// 如果触发了，就执行这里，然后往下走
end
// 如果没触发，直接跳到这一行继续执行

场景 B：你用的是 wait(ev.triggered)或者@(ev.triggered) —— 阻塞等待（但不是主动触发）
已触发（True）：wait 条件满足，线程通过，继续执行下一行。
未触发（False）：线程挂起（阻塞），傻傻地等（等待其他线程通过 -> ev; 来触发它），绝对不触发，绝对不往下走。

可以被赋值给其他事件的意思是，事件的句柄1和句柄2指向的是同一个事件，可以与前面类的句柄赋值联系，这样触发任意一个句柄就能触发这个事件。
事件传递给队列主要是用于动态调度。比如你有一组待完成的异步操作，你不知道哪个先完成，但你可以把所有完成事件收集到队列里，然后轮询查看 ev_q[i].triggered 来判断哪一个已经完成了。
事件传递给函数/任务主要是封装公用等待逻辑。你不需要在每个线程里写 @(ev)，只需要写一个任务，把事件传进去，任务就能复用等待逻辑（比如带有超时机制的 wait_with_timeout(ev, 100ns)）。


理论上initial是同时进行的，同时仿真，但是在时间片尺度上intial块是有先后执行顺序的，从上到下。

注意@与wait在这里的应用，@是在如果等待后触发才通过，等待前触发的不通过，wait等待时就检查是否触发如果已经触发就通过


wait_order是指阻塞等待多个事件触发，且必须按照规定的顺序触发才能执行其下的语句，如果不满足就执行else语句，有点像if，if中没有顺序要求

2）信箱（mailbox）：进程间信息交换的机制，通过一个进程发送到信箱并由另一个进程获取，数据可以是任何类型的数据，包括class数据类型。
创建mailbox需要通过new（）创建，而event不需要，put（）放信息（阻塞等待），try_put（）尝试放信息（非阻塞等待），get获取信息，peek（）看有没有可获取信息，try_get/try_peek是非阻塞的方式num（）返回mailbox信箱里的信息数量。

mailboox声明方式也是通过句柄，一般是 mailbox #（类） 句柄。的方式


在产生器或者顶层中写一次new创建一个信箱就行，驱动器里的纯多余，因为写多了就不知道从哪里拿数据那里读数据。在测试代码中gen2drv=new（）才是创建真正的信箱，后面两句是调用方法

3)旗语（semaphore）：是一种对共享资源进行访问控制的机制，可以理解为钥匙。如果测试平台中存在一个资源，有多个请求使用的进程，而物理实现只允许单一物理驱动，可以使用旗语，这个与c语言里的互斥锁和二值信号量的概念类似。且如果线程请求时得不到钥匙，也就是说有进程在使用这个共享资源，就会进入阻塞等待，且以先进先出的方式进行排队。

new（）指定钥匙的数量，如果没写数字，默认是0，没起作用

get（）获取一个或者多个钥匙，put（）释放持有的钥匙，让其他进程可以获取。try_get（）尝试获取一个或者多个钥匙（非阻塞的获取方式），默认值都是1


舒适申请的时候如果存在多个进程同时申请，由于只有一把钥匙，谁抢到谁先执行，其余的阻塞等待，直到这个执行完毕，后续按照先进先出。

多旗语的使用场景：
1.假设你的 Driver 要发送一个 128 位数据，但物理总线每次只能传 64 位，且需要 2 个 “空闲发送缓冲区（Buffer）” 才能开始拼接。
不用多钥匙（危险）：你先 get(1) 抢到 Buffer A，再去抢 Buffer B。如果 B 此时被人抢走了，你只占着 A 不放，但无法发送数据，导致资源死锁（A 被你锁死，B 被别人占着，大家都卡住）。

用 get(2)（安全）：旗语检查总空闲 Buffer 是否 ≥ 2。如果是，瞬间把 2 个 Buffer 同时标记为“已占用”，你立刻开始发送。如果不够 2 个，你原地等待，不占用任何 Buffer，直到攒够 2 个为止。这就杜绝了“占着茅坑不拉屎”的死锁隐患。
2.强制独占式高负载任务（比如大数据包搬运）
DMA（直接内存访问）控制器一次突发传输需要占用 4 个数据通道 才能保证带宽。

你用 get(4)，一次性拿到 4 个通道钥匙，开启传输。

如果只拿到 2 个，你就不干活（阻塞），让其他只需要 1 个通道的小任务先去执行。等凑齐 4 个后，你一次性垄断所有通道，快速完成大任务。

多旗语的感觉是那种计数信号量加事件组的概念，因为计数信号量本身就是带有计数性质，就是你来一次请求我计数一次，执行完一次减少一次，计数为0才是完全释放资源，而这个也是计数，不满足则阻塞。