UVM为什么要引入寄存器模型呢？

冬至子 2023-05-26 1817

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描述

为什么引入寄存器模型

新需求：为带寄存器的DUT搭建UVM仿真环境

为了读写DUT中的寄存器：UVM提供了 配置寄存器的总线 （bus_agent=sqr+drv+mon）——前门访问DUT中的寄存器值

为了方便参考模型查看DUT中寄存器的值：UVM提供了 寄存器模型 ，作用如下

让前门访问操作更方便：将对DUT中寄存器的总线操作进行封装，通过寄存器模型这一暴露的接口可以方便实现对DUT的读写操作
新加入后门访问操作：通过层次化引用来读写DUT中寄存器的值（不消耗仿真时间），同样使用寄存器模型作为暴露的接口。

为DUT中的寄存器设定一个参考模型：引入UVM_PREDICT_DIRECT的predict操作，具体实现如下

在my_model中，每得到一个新的transaction，就先从寄存器模型中得到counter的期望值（此时与镜像值一致），
之后将新的transaction的长度加到counter中，
最后使用predict函数将新的counter值更新到寄存器模型中。predict操作会更新镜像值和期望值。
在测试用例中，仿真完成后可以检查DUT中counter的值是否与寄存器模型中的counter值一致

寄存器模型中的基本概念

uvm_reg_field：寄存器的域，是一个uvm_reg中的一个字段/域
uvm_reg：寄存器，至少包含一个uvm_reg_field
uvm_mem：存储器，
uvm_reg_file：引入后，uvm_reg配置时，其路径就不再需要uvm_reg_block的名字
uvm_reg_block：包含uvm_reg或者其他uvm_reg_block（可设计层次化的寄存器模型）。一个寄存器模型中至少包含一个uvm_reg_block
uvm_reg_map：存储所有寄存器的地址。每个reg_block内部，至少有一个（通常也只有一个） uvm_reg_map。

寄存器模型前门访问的实现

UVM

参考模型>寄存器模型>转换器>bus_sequencer>driver>dut>driver---

寄存器模型后门访问的实现

在reg_block中调用uvm_reg的configure函数时，设置好寄存器的第三个路径参数（即后门访问路径：DUT内寄存器相对DUT顶层的路径，如：counter[31:16]表示dut中名为counter的寄存器的[31:16]位）
在将寄存器模型集成到验证平台时，设置好DUT的根路径hdl_root（这样才能定位DUT在哪里）
在sequence中，使用peek和poke任务或者 UVM_BACKDOOR形式的read和write

寄存器模型中的期望值与镜像值

期望值：希望向此寄存器中写入的值——可作为DUT中寄存器的参考模型
镜像值：最大可能地与DUT保持同步

常用操作对期望值和镜像值的影响

针对DUT寄存器的read&write操作：用操作后DUT中寄存器的值更新期望值和镜像值（会分前门/后门访问）
针对DUT寄存器的peek&poke操作：用操作后DUT中寄存器的值更新期望值和镜像值（只有后门）
针对期望值的get&set操作：更新期望值，不更新DUT中寄存器，不更新镜像值
update操作：用期望值更新DUT中寄存器和镜像值
mirror操作：用DUT中寄存器的值更新期望值和镜像值
randomize操作：随机化期望值，不随机化镜像值
predict操作：
- 参数为UVM_PREDICT_READ和UVM_PREDICT_WRITE时：用操作后DUT中寄存器的值更新期望值和镜像值——在read/peek和write/poke操作对DUT寄存器完成读写后自动调用
- 参数为UVM_PREDICT_DIRECT时：人为更新期望值和镜像值，不更新DUT中寄存器

引入reg_predictor

引入reg_predictor的原因：配置寄存器的总线存在多个master时，可能存在 不通过寄存器模型 访问总线来配置DUT中寄存器的情况，这时 寄存器模型就不能检查到 DUT中寄存器的变化 ，所以需要引入reg_predictor， 通过monitor检测总线，将采集到的tr发送给uvm_reg_perdictor 。如下图，

虚线为通过自动预测途径更新寄存器模型的路径。
实现为经由predictor更新寄存器模型的路径。

UVM

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