UVM——关于RAL的一些方法

0. 引言

　　在UVM支持的寄存器操作中，有get、update、mirror、write等等一些方法，在这里整理一下他们的用法。

　　寄存器模型中的寄存器值应该与DUT保持同步，但是由于DUT的值是实时更新的，所以寄存器模型并不能实时知道这种更新，在寄存器模型中专门有个值来尽可能与DUT中寄存器的值保持一致，叫镜像值（mirrorred value）。

​ 寄存器模型中还有一个值叫期望值（respected value），这个值保存我们希望写入寄存器的值。比如希望向DUT某个寄存器写入’h1，用set函数设置期望值，然后用update任务（update会比较镜像值和期望值，如果不一样，将期望值写入DUT，并更新镜像值）。

1. 函数

1.1 set

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virtual function void set (	uvm_reg_data_t 	value,	 string 	fname	 = 	"",int 	lineno	 = 	0	)

　　设置模型中寄存器的期望值，不会改变DUT中这个寄存器的值。

1.2 get

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virtual function uvm_reg_data_t get(	string 	fname	 = 	"", int 	lineno	 = 	0	)

　　返回模型中寄存器的期望值，而不是DUT中的寄存器值。

1.3 get_mirrored_value

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virtual function uvm_reg_data_t get_mirrored_value(	string 	fname	 = 	"", int 	lineno	 = 	0	)

　　返回模型中寄存器的镜像值。

1.4 get_reset

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virtual function uvm_reg_data_t get_reset(	string 	kind	 = 	"HARD"	)

　　返回寄存器的复位值。

1.5 predict

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virtual function bit predict (	uvm_reg_data_t 	value,	  	
　　uvm_reg_byte_en_t 	be	 = 	-1,
　　uvm_predict_e 	kind	 = 	UVM_PREDICT_DIRECT,
　　uvm_path_e 	path	 = 	UVM_FRONTDOOR,
　　uvm_reg_map 	map	 = 	null,
　　string 	fname	 = 	"",
　　int 	lineno	 = 	0	)

　　更新模型中的镜像值。新的镜像值通过value参数传入。

　　当在DUT中实现一个计数器的时候，模型中的计数器是静止的。如果想在模型中得到DUT的计数值，这就需要手动更新镜像值，又不能对DUT进行操作，这可以通过predict函数。

第三个参数是uvm_predict_e枚举类型，他有如下三个元素：

UVM_PREDICT_DIRECT Predicted value is as-is
UVM_PREDICT_READ Predict based on the specified value having been read
UVM_PREDICT_WRITE Predict based on the specified value having been written

如果想要更新镜像值又不对DUT进行操作，要用UVM_PREDICT_DIRECT。

　　write、read、peek和poke在完成对DUT的读写之后也会调用这个函数，更新镜像值。

1.6 randomize

　　无论是uvm_reg，还是uvm_field、uvm_block，都是支持randomize（）。

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assert(rm.invert.reg_data.randomize());
assert(rm.invert.randomize());
assert(rm.randomize()):

　　

　　当寄存器随机化后，期望值会被随机，但是镜像值不变，之后调用update任务，可以更新DUT中的寄存器值。

　　但是一个field能够被随机化，需要：

　　　　1. 在filed的configure第八个参数设为1.

　　　　2. filed为rand类型。

　　　　3. filed的读写类型为可写的。

2. 任务

2.1 update

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virtual task update(	output 	uvm_status_e 	status,	  	
　　input 	uvm_path_e 	path	 = 	UVM_DEFAULT_PATH,
　　input 	uvm_reg_map 	map	 = 	null,
　　input 	uvm_sequence_base 	parent	 = 	null,
　　input 	int 	prior	 = 	-1,
　　input 	uvm_object 	extension	 = 	null,
　　input 	string 	fname	 = 	"",
　　input 	int 	lineno	 = 	0	)

　　将模型中的期望值更新到DUT中。改变DUT中的寄存器。****update会检查模型中的期望值和镜像值，如果两者不相等，那么将期望值更新到DUT中，并且更新镜像值。update与mirror操作相反。

　　如果镜像值和期望值相同，那么不会写DUT寄存器，也就不会产生总线transaction。

2.2 mirror

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virtual task mirror(	output 	uvm_status_e 	status,	  	
　　input 	uvm_check_e 	check	 = 	UVM_NO_CHECK,
　　input 	uvm_path_e 	path	 = 	UVM_DEFAULT_PATH,
　　input 	uvm_reg_map 	map	 = 	null,
　　input 	uvm_sequence_base 	parent	 = 	null,
　　input 	int 	prior	 = 	-1,
　　input 	uvm_object 	extension	 = 	null,
　　input 	string 	fname	 = 	"",
　　input 	int 	lineno	 = 	0	)

　　读DUT中寄存器的值，与update操作相反。如果第二个参数check为UVM_CHECK，那么会检查读取的值与镜像值是否一样，如果不一样报错。通过mirror读取DUT的寄存器值之后，会调用predict函数，更新镜像值。

　　mirror有两种应用场景：一是在仿真中不断调用，但此时是UVM_NO_CHECK，保证镜像值与DUT中的值相等；二是在仿真结束的时候调用，这时是UVM_CHECK检查模型中的镜像值与DUT中的寄存器值是否一致。

2.3 write

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virtual task write(	output 	uvm_status_e 	status,	  	
　　input 	uvm_reg_data_t 	value,	  	
　　input 	uvm_path_e 	path	 = 	UVM_DEFAULT_PATH,
　　input 	uvm_reg_map 	map	 = 	null,
　　input 	uvm_sequence_base 	parent	 = 	null,
　　input 	int 	prior	 = 	-1,
　　input 	uvm_object 	extension	 = 	null,
　　input 	string 	fname	 = 	"",
　　input 	int 	lineno	 = 	0	)

　　模仿DUT的行为，通过前门或者后门方式向DUT中写入寄存器值，会产生总线transaction。并且调用predict更新镜像值。

　　uvm_path_e定义寄存器操作类型，如下：

UVM_FRONTDOOR Use the front door
UVM_BACKDOOR Use the back door
UVM_PREDICT Operation derived from observations by a bus monitor via the uvm_reg_predictor class.
UVM_DEFAULT_PATH Operation specified by the context

　　我在使用中，如果用set_auto_predict(1)——采取自动更行镜像值的方式，write之后，调用get和get_mirrored_value都能得到新写入的值。　　

　　如果关闭auto_predict，用uvm_reg_predict来更新镜像值，我在在使用中write之后，调用get和get_mirrored_value得到0。

　　如果是read任务，那么无论是auto_predict还是uvm_reg_predict都会自动更新镜像值和期望值。

　　链接：https://github.com/east1203/uvm_codes/tree/master/tb1_wd/a.uvm_reg_predict

2.4 read

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virtual task read(	output 	uvm_status_e 	status,	  	
　　output 	uvm_reg_data_t 	value,	  	
　　input 	uvm_path_e 	path	 = 	UVM_DEFAULT_PATH,
　　input 	uvm_reg_map 	map	 = 	null,
　　input 	uvm_sequence_base 	parent	 = 	null,
　　input 	int 	prior	 = 	-1,
　　input 	uvm_object 	extension	 = 	null,
　　input 	string 	fname	 = 	"",
　　input 	int 	lineno	 = 	0	)

　　模仿DUT的行为，通过前门或者后门方式读取DUT中寄存器的值，并更新镜像值，会产生总线transaction。

2.5 peek

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virtual task poke(	output 	uvm_status_e 	status,	  	
　　input 	uvm_reg_data_t 	value,	  	
　　input 	string 	kind	 = 	"",
　　input 	uvm_sequence_base 	parent	 = 	null,
　　input 	uvm_object 	extension	 = 	null,
　　input 	string 	fname	 = 	"",
　　input 	int 	lineno	 = 	0	)

　　通过后门访问方式读取寄存器的值，不关心DUT的行为，即使寄存器的读写类型是不能读，也可以将值读出来。

　　对于read clear类型的field，peek读操作不会clear。所以有的时候peek和read操作结果不一样

2.6 poke

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virtual task peek(	output 	uvm_status_e 	status,	  	
　　output 	uvm_reg_data_t 	value,	  	
　　input 	string 	kind	 = 	"",
　　input 	uvm_sequence_base 	parent	 = 	null,
　　input 	uvm_object 	extension	 = 	null,
　　input 	string 	fname	 = 	"",
　　input 	int 	lineno	 = 	0	)

　　通过后门访问方式写入寄存器的值，不关心DUT的行为，即使寄存器的读写类型是不能写，也可以将值写进去。

　　对于write clear类型的filed，poke操作不会clear，所以有的时候poke和write操作结果不一样。