簡化UVM寄存器模型的使用教程

當(dāng)我開始使用UVM RAL時，我無法理解UVM基類庫對更新Desired和Mirror 寄存器的解釋。覺得使用的術(shù)語并不能準(zhǔn)確地反映里面的真實(shí)的意思?；艘恍r間后，我想出了一個表格，它可以幫助我理解寄存器模型API 的行為，以及如何最好地調(diào)用它們。

在介紹表格之前，我們先來看看寄存器模型的創(chuàng)建過程：

1. 創(chuàng)建寄存器格式規(guī)范
2. 將規(guī)范轉(zhuǎn)換為 UVM 寄存器模型
3. 使用寄存器模型

創(chuàng)建寄存器格式規(guī)范：有許多寄存器格式可用于描述DUT的寄存器規(guī)范。您可能熟悉廣泛使用的 Synopsys RALF 格式。下圖說明了使用 Synopsys Ralgen 工具將 RALF 格式轉(zhuǎn)換為寄存器模型的流程。虛線表示您可以為不同的方法生成寄存器模型：

使用寄存器模型：寄存器模型具有一組用于Desired和Mirror寄存器值的變量。UVM文檔使用了術(shù)語Desired 和Mirror， 但我在下面將它們稱為Main和Mirror以避免混淆。Mirror變量的目的是始終保持或表示RTL的值，以便它可以用作Scoreboard。有很多 API 可對這些變量進(jìn)行操作。此處的目的是闡明在仿真期間調(diào)用這些API時Main變量和Mirror變量會發(fā)生什么。

讓我們看一下可用的 API。我將它們分為三組：Active、Passive和Indirect。

Active： 在總線上通過物理事務(wù)做讀寫操作。Read()、write()、update() 和 mirror() 是Active API，它們使用物理接口在 DUT 上運(yùn)行。您可以選擇使用后門機(jī)制，在這種情況下它不會消耗仿真周期。與使用前門訪問相同的RTL寄存器行為一致。

Passive：僅使用寄存器模型操作。set()、get() 和 predict() 是直接在模型上操作的Passive API。調(diào)用Passive peek() 不會在讀取過程中改變寄存器值。例如，讀取以清除寄存器——執(zhí)行 peek() 時寄存器不會被清除。

Indirect： 有一組 API 可以間接在 DUT 上運(yùn)行，它們是 peek() 和 poke()。請注意 peek() 和 poke() API 只是后門訪問。盡管 poke 可以更新 RTL 寄存器，但它不能模擬物理讀取期間可能發(fā)生的實(shí)際寄存器行為。例如，寫1來清除寄存器。

讓我們簡要介紹一下廣泛使用的 API 定義。您可以在 UVM 類參考指南中找到更多詳細(xì)信息。

Read()：使用前門或后門訪問從 DUT 寄存器中讀取值。

Write()：使用前門或后門訪問更新 DUT 寄存器。

Update()： 如果您使用 set() 更改了主寄存器變量中的任何值，則可以使用這種方法（批量更新）將所有這些寄存器寫入 DUT。您可以調(diào)用單獨(dú)的 write() 方法來實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。

Mirror()： Mirror 維護(hù)DUT寄存器值的副本。Mirror() 方法讀取寄存器，如果啟用檢查，則可選擇將回讀值與當(dāng)前鏡像值進(jìn)行比較。 可以使用物理接口（前門）或 peek()（后門）機(jī)制執(zhí)行鏡像。

Peek()： 使用后門訪問機(jī)制從DUT寄存器中讀取值。

Poke()：使用后門訪問機(jī)制將指定值寫入DUT寄存器。

Predict()：您可以使用此方法將鏡像變量值更改為期望值。

我進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，下表顯示了當(dāng)從Testbench執(zhí)行任何這些 API 時，寄存器模型和 DUT 中發(fā)生的情況。

縮寫

UMV – 更新主變量，UMrV – 更新鏡像變量，AP – Auto Predict

RDR – 讀取DUT寄存器，UDR – 更新DUT寄存器，RMV – 讀取Main變量

FD – 前門，BD – 后門，* – 檢查是否使用了 UVM_CHEK， NA – 不適用

要記住的幾點(diǎn)

沒想到 peek() 和 poke() 方法會無條件更新鏡像值。查看UVM源碼后，發(fā)現(xiàn)在peek()和poke()方法內(nèi)部無條件調(diào)用do_preedit()方法。我還注意到使用后門機(jī)制的 write() 和 read() 方法會在調(diào)用 do_predict() 時更新鏡像寄存器，而無需檢查此 get_auto_predict() 方法的輸出。我看到這個有條件調(diào)用的唯一地方是具有前門訪問的 write() 和 read() 方法。

在與專家討論后，了解到這樣設(shè)計(jì)是有意的，是為了確保鏡像變量中具有最新的寄存器值。類似地，使用后門訪問的 read()/write() 也會更新鏡像寄存器——這也是有意的。因?yàn)槭褂昧撕箝T，所以不會在物理接口上觀察到（當(dāng)auto predict關(guān)閉時）更新寄存器模型的事務(wù)。因此，它必須在所有情況下進(jìn)行更新。

作者：Vidyashankar Ramaswamy

來源：

https://blogs.synopsys.com/vip-central/2015/01/06/using-uvm-register-model/