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。