UVM为什么要引入寄存器模型呢？

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

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。