简化UVM寄存器模型的使用

当我开始使用 UVM RAL 时，我无法理解 UVM 基类库对更新所需值和镜像值寄存器的值有什么看法。我还认为，所使用的术语没有准确反映其意图。花了一些时间后，我想出了一个表，帮助我了解寄存器模型 API 的行为，以及如何最好地调用它们。

在介绍该表之前，让我们看一下创建寄存器模型的过程：

创建寄存器格式规范

将规范转换为 UVM 寄存器模型

使用寄存器模型

创建寄存器格式规范：有许多寄存器格式可用于描述设计人员的寄存器规范。您可能熟悉广泛使用的 Synopsys RALF 格式。下图说明了使用 Synopsys Ralgen 工具将 RALF 格式转换为寄存器模型的流程。虚线表示您可以为不同的方法生成寄存器模型：

使用寄存器模型：寄存器模型具有一组用于所需寄存器值和镜像寄存器值的变量。该文档使用术语“所需”和“镜像”，但为了避免混淆，我在下面将它们称为“主”和“镜像”。镜像变量的目的是始终保存或表示 RTL 的值，以便它可以用作记分板。有一堆 API 可用于对这些变量进行操作。这里的目的是阐明在模拟期间调用任何这些 API 时主变量和镜像变量会发生什么情况。

让我们看一下可用的 API。我将它们分为三类：主动、被动和间接。

积极：物理事务在总线上执行读取和写入操作。Read（）、write（）、update（） 和 mirror（） 是使用物理接口在 DUT 上运行的活动 API。您可以选择使用后门机制，在这种情况下，它不会消耗模拟周期。您可以期待与使用前门访问时发生的相同的 RTL 寄存器行为.

被动：仅使用寄存器模型运行。set（）、get（） 和 predict（） 是直接在模型上运行的被动 API。我也称 peek（） 为被动，因为这不会在读取过程中更改寄存器值。例如，读取以清除寄存器 – 在执行 peek（） 时不会被清除。

间接：有一组API间接地在DUT上运行，它们是peek（）和poke（）。请注意，peek（） 和 poke（） API 只是后门访问。虽然 poke 可以更新 RTL 寄存器，但它无法模拟物理读取期间可能发生的实际寄存器行为。例如，写一个要清除。

让我们简要介绍一下广泛使用的 API 定义。您可以在 UVM 类参考指南中找到更多详细信息。

读取（）：使用前门或后门访问从 DUT 寄存器读取值。

写（）：使用前门或后门访问更新 DUT 寄存器。

更新（）：如果使用 set（） 更改了主寄存器变量中的任何值，则可以使用此方法（批量更新）在 DUT 中写入所有这些寄存器。您可以调用单独的 write（） 方法来获得相同的结果。

镜像（）： 镜像维护 DUT 寄存器值的副本。Mirror（） 方法读取寄存器，如果启用了检查，则可以选择将读回值与当前镜像值进行比较。 镜像可以使用物理接口（前门）或 peek（）（后门）机制执行。

躲猫猫（）：使用后门访问机制从 DUT 寄存器读取值。

Poke（）：使用后门访问机制将 DUT 寄存器写入指定值。

预测（）： 可以使用此方法将镜像变量值更改为预期值。

我运行了一些实验，下表显示了从测试台执行任何这些 API 时寄存器模型和 DUT 中会发生什么。

缩写
UMV – 更新主变量， UMrV – 更新镜像变量， AP – 自动预测
RDR – 读取 DUT 寄存器， UDR – 更新 DUT 寄存器， RMV – 读取主变量
FD – 前门， BD – 后门， * – 检查是否使用了UVM_CHEK， NA – 不适用

要记住的几点

我没想到 peek（） 和 poke（） 方法会无条件更新镜像值。在查看了 UVM 源代码后，我发现 do_predit（） 方法在 peek（） 和 poke（） 方法中被无条件调用。我还注意到，使用后门机制的 write（） 和 read（） 方法会在调用 do_predict（） 时更新镜像寄存器，而无需检查此 get_auto_predict（） 方法的输出。我看到唯一有条件调用的地方是具有前门访问权限的 write （） 和 read（） 方法。

在与专家讨论后，我了解到预期功能是确保镜像变量具有最新的寄存器值。类似地，使用后门访问的read（）/write（）更新镜像寄存器 — 这也是有意为之的。由于使用了后门程序，因此物理接口上不会观察到（当自动预测关闭时）来更新寄存器模型。因此，在所有情况下都必须对其进行更新。

审核编辑：郭婷