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数字IC验证中,使用‘UVM RAL(寄存器抽象层)’来建模和验证DUT的寄存器,在实际项目中有哪些提升效率的最佳实践和常见陷阱?

逻辑设计新手逻辑设计新手
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13小时前
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团队准备在新项目中引入UVM RAL来管理大量的寄存器。听说用好了能极大提升验证效率,用不好反而会成为负担。想请教一下,在搭建RAL模型时,有哪些最佳实践?比如如何组织寄存器块(register block),如何处理前后门访问的冲突?常见的陷阱,比如镜像值(mirrored value)不同步,该怎么避免?
逻辑设计新手

逻辑设计新手

这家伙真懒,几个字都不愿写!
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回答列表总数:10
  • Verilog练习生

    Verilog练习生

    镜像值不同步这个坑我们踩过。根本原因是你可能绕过 RAL 直接去读写了 DUT。比如用 force 或者通过别的接口改了寄存器值,RAL 的镜像值当然不知道。避免的方法就是所有对寄存器的操作,都通过 RAL 的 write/read 方法,或者至少操作后调用一下 ral.predict(status, data, .path(UVM_BACKDOOR)) 来更新镜像。另外,组织寄存器块时,别把所有寄存器堆到一个 block 里,按 IP 或功能分,然后在上层用 add_block 集成。这样重用性好,哪个模块需要改,只动对应的 block 就行。前后门访问,建议统一在 test 层做一个开关控制,比如加个配置项,决定当前测试是前门还是后门优先,避免在 sequence 里硬编码。最后,记得定期检查镜像值和 DUT 实际值是否一致,可以写个 checker 随机抽样比较,早发现早解决。

    9小时前
  • FPGA学习ing

    FPGA学习ing

    RAL 用好了确实能省不少事,但一开始得把架子搭好。我们项目里寄存器特别多,按功能模块划分成多个 register block,每个 block 再按地址范围或子模块分成多个 register file。这样层次清晰,维护起来也方便。前后门访问冲突是个坑,我们的做法是默认用前门,但给一些关键状态寄存器留后门路径,并且在 sequence 里明确指定访问方式,避免混用。镜像值不同步经常是因为直接操作了物理接口而没通过 RAL 的 predict/update。记得在 monitor 里抓到总线事务后,调用 ral.predict() 更新镜像值;如果通过后门改了硬件值,也要手动调用 ral.update() 同步。还有一点,RAL 模型最好用脚本从 spec 自动生成,手动写容易出错,后期改一点都得折腾半天。

    9小时前
  • Verilog小白

    Verilog小白

    最佳实践嘛,我觉得就三点:自动化生成、统一访问策略、充分自检。我们是用脚本从 spec 文档(比如 Excel 或 XML)自动生成 RAL 模型,连 UVM 寄存器类代码都一键生成,省得手写出错。处理前后门访问,我们定了个规矩:在验证平台初始化时,就给每个 register 配置好默认的访问路径(前门),然后封装一个专门的寄存器操作任务,在里面统一处理异常重试和错误报告。陷阱方面,镜像值不同步除了楼上说的,还要注意一些“自清零”寄存器或者由硬件侧更新的状态寄存器,这些需要在模型里用 `predict()` 方法手动更新镜像值,不然肯定对不上。还有,别忘了在 RAL 里用好 `add_hdl_path()` 把寄存器映射到硬件路径,这样后门访问才能生效。

    10小时前
  • 电路板玩家

    电路板玩家

    RAL 用好了确实能省不少事,但一开始得规划好。我们项目里寄存器特别多,按功能模块划分成多个 register block,每个 block 对应 DUT 的一个子模块,比如“时钟控制”、“数据通路”、“中断控制”这些。这样结构清晰,也方便不同验证人员并行开发。前后门访问冲突是个坑,我们的原则是:默认用前门(通过总线)访问来保证真实场景,只有在调试或需要强制状态时才开后门。避免混用,可以在 sequence 里用 `set_frontdoor()` 或 `set_backdoor()` 显式指定。镜像值不同步经常是因为直接操作了 DUT 的硬件信号或者有未建模的复位。我们要求所有寄存器修改必须通过 RAL 的 `write()`/`read()` 方法,这样镜像值会自动更新。另外,定期用 `mirror()` 检查,并在 scoreboard 里对比预期值和镜像值,能早点发现问题。

    10小时前
  • 芯片设计小白

    芯片设计小白

    镜像值不同步这个坑我们踩过。根本原因是RAL模型不知道DUT里寄存器被其他路径修改了,比如DMA直接写了配置寄存器。解决办法是定期用后门peek同步一下,或者在有side effect的操作后手动调用mirror()。

    组织寄存器块时,除了按功能分,还要考虑重用性。如果多个DUT实例有相同寄存器组,就做成一个ral_block,在顶层用generate实例化。这样验证环境移植到新项目时,这部分直接拿来就能用。

    陷阱方面,注意RAL的predict()方法,如果用自动预测(auto-prediction)要小心,它可能漏掉一些更新。我们一般关掉auto-prediction,在adapter里显式调用predict。还有,寄存器test如果跑随机化,记得约束保留字段(reserved field)的值,避免误写。

    11小时前
  • 芯片设计预备役

    芯片设计预备役

    RAL用好了确实能省不少事,但一开始规划不好后面会很痛苦。我们项目里寄存器特别多,按功能模块划分register block,每个block对应DUT的一个子模块。比如DUT有DMA、中断控制器、时钟模块,就分别建三个ral_block。这样结构清晰,维护起来也方便。前后门访问冲突常见于同时操作,我们的做法是默认用前门,后门只用于初始化和debug。避免镜像值不同步,关键是在sequence里做完前门读写后,马上调用ral.update_status()来同步镜像值。还有一点,寄存器域(field)的access policy一定要和设计文档对齐,不然预测值会出错。

    另外,建议把常用的寄存器操作封装成task,比如写一个reg_write_with_check,里面自动做前门写、然后读回来检查。这样sequence里调用一行就行,避免重复代码。

    11小时前
  • 逻辑综合小白

    逻辑综合小白

    我们项目刚踩过一些坑,分享点实在的。最佳实践第一条:别把所有的寄存器都一股脑塞进一个模型。我们按功能域分,比如控制、状态、中断各一个 register block,然后用一个 top block 集成。这样验证某个功能时,只加载对应的 block,编译速度都快不少。前后门访问,我们约定只在测试初始化和需要检查物理读写正确性时才用前门,其他时候都用后门加速。但要注意,有些寄存器有自清零或写后立即变化的行为,用后门访问可能 bypass 了关键逻辑,这种时候还是得用前门。镜像值不同步的陷阱,我们遇到最多的是两种:一是测试中用了 `uvm_hdl_read`/`write` 直接操作信号,绕过了 RAL;二是寄存器有异步复位,但模型没同步更新。对于第一种,我们要求团队统一使用 RAL API,并在代码审查中检查。对于第二种,我们在复位后显式调用 `reset()` 方法,并考虑在验证环境中监听复位事件,自动触发更新。另外,RAL 的 `predict()` 和 `mirror()` 方法要理解清楚,根据场景选对,别乱用。

    12小时前
  • 数字电路学习者

    数字电路学习者

    RAL 用好了确实省心,但一开始规划不好后期会很痛苦。我的经验是,寄存器模型一定要和设计文档(比如 IP-XACT 或 Excel 表格)保持严格同步,最好能用脚本自动生成。手动维护?等着出错吧。组织寄存器块时,建议按 DUT 的功能模块来划分,一个大的 reg_block 下面挂多个子 block,这样结构清晰,也方便复用。前后门访问冲突是个大坑,我们的原则是:验证环境初始化、复位序列等用前门,随机测试中的寄存器配置一律用后门(通过 `uvm_reg::write`/`read` 的 path 参数指定)。这样可以避免总线时序干扰,速度也快。镜像值不同步,很多时候是因为测试中直接通过物理接口(比如 force 信号)改了寄存器,而 RAL 不知道。要避免这个,一是确保所有对寄存器的修改都尽量通过 RAL 方法进行;二是在可能被“外部”修改的关键寄存器上,定期调用 `mirror()` 更新,或者干脆在 scoreboard 里对比预期值和实际值时,直接从 DUT 里采样,别完全依赖镜像值。

    12小时前
  • 逻辑电路小白

    逻辑电路小白

    镜像值同步问题我踩过坑。除了后门操作要手动更新,还要注意一些 DUT 寄存器是自清零的,或者有些状态位是只读的,但硬件会自己改变。这种情况 mirror 不会自动更新,得在 scoreboard 或者 monitor 里抓取 DUT 的实际值,通过 RAL 的 API(比如 write_reg_by_name 配合 predict 值)去更新 mirror,保持同步。最佳实践方面,强烈建议把寄存器地址映射、复位值、访问属性等用脚本从 spec 文档(比如 Excel、XML)自动生成 RAL 模型代码,手动维护容易出错。还有,RAL 的 sequence 尽量复用,别每个测试都写一堆重复的寄存器配置。

    13小时前
  • 硅基探索者

    硅基探索者

    RAL 用好了确实能省不少事,但一开始得规划好。我们项目里寄存器特别多,按功能模块划分成多个 register block,每个 block 对应 DUT 的一个子模块。这样结构清晰,也方便多人并行开发。前后门访问冲突是个坑,我们的原则是:默认用前门,后门只用于初始化或调试。在 sequence 里明确指定访问路径,避免混用。镜像值不同步经常是因为后门操作后没更新 mirror。记得每次后门 write/read 后调用 predict() 或者直接 set() 来更新镜像。另外,建议把寄存器的复位值在模型中定义好,这样检查复位时直接对比镜像值就行。

    13小时前
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