RAL寄存器模型操作指南

寄存器模型操作，指的是通過寄存器模型對RTL中寄存器進行讀寫訪問，或者同步寄存器模型與RTL中寄存器的值。對寄存器模型的操作，可以通過調(diào)用模型提供的方法來實現(xiàn)。這些方法的調(diào)用，建立在已經(jīng)完成寄存器模型的構(gòu)建和集成到驗證環(huán)境的基礎(chǔ)上。

本文將展開介紹寄存器模型訪問上的一些內(nèi)容，包括寄存器域段的成員值、寄存器的前后門訪問以及具體各種訪問方法圖示。

01 寄存器域段

按照前文介紹UVM寄存器模型基礎(chǔ)時的描述，寄存器域段（uvm_reg_field）是構(gòu)造寄存器模型最小的功能單元。這也就意味著，寄存器的值，是由多個域段的值拼接起來的。那么，在介紹寄存器的訪問方法之前，有必要先看看寄存器的域段都是怎么存放值的。

從uvm_reg_field類型定義的源碼可以看到，跟域值相關(guān)的成員變量有這么幾個：value, m_mirrored, m_desired, m_reset[“HARD”]。它們的數(shù)據(jù)類型均為uvm_reg_data_t，其實也就是UVM對bit unsigned [`UVM_REG_DATA_WIDTH-1:0]的類型重命名。

盡管除value以外其他三個成員都是local可見的，但是知道這些local成員的存在和意義，對理解和使用后面要介紹的操作方法會有很大的幫助。

02 前后門訪問

寄存器的前門訪問（front door access），指的是Testbench所發(fā)出的寄存器操作，都會被轉(zhuǎn)換成總線事務(wù)，并實際驅(qū)動到DUT的總線上，會占用總線和消耗總線周期。換句話說，這種寄存器訪問方式跟其他硬件組件訪問寄存器一樣，是從”明面“上對寄存器進行訪問。

寄存器的后門訪問（back door access），指的是用戶通過仿真器，對DUT中指定路徑的寄存器信號進行改寫或讀取。這種寄存器訪問方式不需要消耗仿真時間，畢竟”走后門“總是要比走前門要方便快捷很多。后門訪問的前提是，在建立寄存器模型的時候，指定了對應(yīng)寄存器在DUT中的路徑（HDL_path）。

后門訪問帶來的壞處是，這種直接改寫和讀取寄存器的操作不會被反映成總線行為，也就無法覆蓋到寄存器訪問涉及到的總線系統(tǒng)，以及總線上其他相關(guān)的邏輯模塊。舉個栗子，后門訪問可以掩蓋掉總線系統(tǒng)上本來存在著的地址譯碼錯誤。總結(jié)起來：除一些特殊的測試場景，寄存器的訪問少走后門，多走前門。

下一小節(jié)介紹寄存器模型操作方法的同時，也會提到哪些是對寄存器的前門訪問，哪些是后門訪問。

03 寄存器模型方法

寄存器模型方法有很多，大致如下圖所示。由于方法較多，本文就不再列出這些方法的原型，有需要的讀者完全可以通過UVM提供的類型手冊找到非常詳細的函數(shù)原型和說明。

對寄存器的訪問方法，無非是對DUT中寄存器，或者是對寄存器模型中各個成員值的改寫或讀取。因此，可以整理出每種方法對這些值的影響（見下圖），然后總結(jié)出來常用場景下的操作組合。下圖中彩色漸變格式表示操作的開始。

在大多數(shù)的應(yīng)用場景，對寄存器的訪問完全可以通過write(value) & read()這樣的組合來完成，也可以選用set(value)先修改期望值，然后在通過update()函數(shù)去做同步。這樣的好處是，如果RTL寄存器的值已經(jīng)是我們的期望值，那么就不會也沒有必要再浪費總線資源去重新配置一遍。

審核編輯：劉清