寄存器(RAL)模型中的read方法

本文详细介绍了在UVM寄存器模型中如何执行读操作,包括前门和后门访问的实现过程,涉及do_read、check_access、预读回调等关键步骤,以及front_door_sequence和backdoor访问策略的判断。

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在使用UVM寄存器模型时,当对寄存器进行读操作时,有很多种方法,这里介绍最常用的方法:
假设已经生成了一个uvm_reg_block模型,名字时reg_blk,在模型中有一个寄存器名字叫reg1。并且reg1添加到了名字是map1的uvm_reg_map中
在这里插入图片描述在这里插入代码片
下面来讲解一下寄存器模型是如何完成read操作的

   extern virtual task read(output uvm_status_e      status,
                            output uvm_reg_data_t    value,
                            input  uvm_door_e        path = UVM_DEFAULT_DOOR,
                            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);

status: 表示操作状态,OK or NOT OK
value: 表示读出的值
path: 表示是前门访问还是后门访问
map: 表示 如果是前门访问时用哪个map。
parent:表示哪个sequence来发送RAL item读操作请求
prior:表示item的优先级
extension:表示一些扩展信息,这个后续博客介绍
fname和lineno没有什么用,暂时不用去care

task uvm_reg::read(output uvm_status_e      status,
                   output uvm_reg_data_t    value,
                   input  uvm_door_e        path = UVM_DEFAULT_DOOR,
                   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);
   XatomicX(1);
   XreadX(status, value, path, map, parent, prior, extension, fname, lineno);
   XatomicX(0);
endtask: read

XatomicX(1)也是为了获得操作权限,重点是方法XreadX

task uvm_reg::XreadX(output uvm_status_e      status,
                     output uvm_reg_data_t    value,
                     input  uvm_door_e        path,
                     input  uvm_reg_map       map,
  
### 实现 PCIe 寄存器模型的前门访问方法 在 UVM 验证环境中,为了使软件能够更高效地操作硬件寄存器,通常会创建一个寄存器模型来抽象实际的硬件寄存器。对于 PCIe 设备而言,其寄存器可以通过特定的方式进行读写操作。 #### 前门访问的概念 前门访问是指通过标准的总线协议(如 PCI Express)直接对设备寄存器执行读/写命令的一种方式。这种方式允许验证平台模拟真实的事务发起者行为,从而确保测试场景尽可能贴近实际情况[^2]。 #### 创建 PCIe 寄存器模型 构建 PCIe 的寄存器模型时,需遵循以下原则: - 定义所有必要的寄存器及其字段; - 设置合理的默认值并指定可访问权限; - 对于某些特殊功能寄存器,可能还需要自定义回调函数以处理复杂的交互逻辑。 ```verilog class pcie_reg_model extends uvm_reg_block; rand pcie_config_space cfg; // PCIE配置空间 function new(string name = "pcie_reg_model"); super.new(name, UVM_NO_COVERAGE); endfunction : new virtual function void build(); default_map = create_map("default_map", 'h0, 4, UVM_LITTLE_ENDIAN); // 添加具体寄存器实例化语句... lock_model(); // 锁定模型防止进一步修改 endfunction : build endclass : pcie_reg_model ``` #### 执行前门访问 当需要从前端访问这些寄存器时,可以调用 `write` 或 `read` 方法,并传递相应的参数给底层驱动程序完成数据传输过程。这期间涉及到的具体细节取决于目标系统的架构以及所使用的通信机制。 ```cpp // C++伪代码演示如何使用UVM RAL包来进行一次典型的前门写入操作 uvm_status_e status; reg_data_t data_to_write; status = reg->write(status, data_to_write); if (status != UVM_IS_OK){ `uvm_error(get_type_name(), $sformatf("Failed to write register %s with value %x", reg.get_full_name(), data_to_write)) } ``` 上述代码片段展示了利用 UVM 提供的标准 API 来实施对某个寄存器对象的一次写入尝试。如果遇到错误,则记录日志以便后续调试分析。 #### 使用格雷编码优化 FIFO 控制逻辑 值得注意的是,在设计涉及异步 FIFO 结构的情况下,采用格雷码有助于降低误触发的风险,提高同步性能。这是因为相比于二进制计数器来说,相邻两个格雷码之间仅有一位发生变化的特点能有效减少毛刺现象的发生概率[^1]。
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