[UVM 1.1d] 5-2. Register Model (Register Abstraction Layer)

5-2. Register Model 구축 (Building a Register Model)

UVM의 Register Model은 하드웨어 설계에서 레지스터 맵을 추상화하여 검증 환경에서 관리하는 방법을 제공합니다. 이 모델은 레지스터와 필드의 객체를 생성하고, 이를 테스트벤치에서 사용할 수 있도록 조직화하는 데 중점을 둡니다.

Register Model을 구성하는 주요 컴포넌트:

1. uvm_reg_block: 레지스터 모델에서 최상위 블록으로, 레지스터와 서브 블록을 포함하는 컨테이너 역할을 합니다.
2. uvm_reg: 실제 레지스터를 나타내는 객체로, 레지스터 필드를 포함합니다.
3. uvm_reg_field: 레지스터 내에서 특정 필드를 나타내며, 여러 필드가 모여 하나의 레지스터를 구성합니다.

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Register Model 구축을 위한 주요 메서드

Register Model을 구축하기 위해서는 레지스터 블록, 레지스터, 필드를 생성하는 방법을 알아야 합니다. 아래는 이를 위한 주요 메서드입니다.

 

1. uvm_reg_block::create()

**uvm_reg_block**은 레지스터 모델의 최상위 블록을 생성하는 메서드입니다. 레지스터 모델 내에서 서브 블록이나 레지스터를 포함하는 컨테이너 역할을 하며, 계층 구조를 설정하는 데 필수적입니다.

예시 코드:

class my_reg_block extends uvm_reg_block;
  `uvm_object_utils(my_reg_block)

  function new(string name = "my_reg_block");
    super.new(name, UVM_NO_COVERAGE);
  endfunction

  // 레지스터 추가
  my_register reg1;
  my_register reg2;

  virtual function void build();
    this.default_map = create_map("default_map", 0, 4, UVM_LITTLE_ENDIAN, 1);
    
    reg1 = my_register::type_id::create("reg1", null, get_full_name());
    reg2 = my_register::type_id::create("reg2", null, get_full_name());

    reg1.configure(this);
    reg2.configure(this);

    // 레지스터 맵에 추가
    this.default_map.add_reg(reg1, 32'h0, "RW");
    this.default_map.add_reg(reg2, 32'h4, "RW");
  endfunction
endclass

 

2. uvm_reg::new()

각 레지스터는 uvm_reg 객체로 생성됩니다. uvm_reg는 필드를 포함하며, 이를 통해 레지스터의 특정 비트 범위를 정의할 수 있습니다. 필드의 크기, 읽기/쓰기 권한 등을 설정할 수 있습니다.

예시 코드:

class my_register extends uvm_reg;
  `uvm_object_utils(my_register)

  uvm_reg_field field;

  function new(string name = "my_register");
    super.new(name, 32, UVM_NO_COVERAGE);
  endfunction

  virtual function void build();
    field = uvm_reg_field::type_id::create("field", this);
    field.configure(this, 32, 0, "RW", 1, 0, 1, 1);
  endfunction
endclass

 

3. uvm_reg_field::configure()

레지스터 필드는 레지스터의 특정 비트를 정의합니다. uvm_reg_field 객체를 통해 레지스터의 필드를 설정하고, 해당 필드에 접근할 수 있습니다.

필드 구성 예시:

field.configure(this, 32, 0, "RW", 1, 0, 1, 1);

• 32: 필드의 비트 크기
• 0: 필드의 시작 위치
• "RW": 읽기/쓰기 권한

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5.5 Register Model을 환경에 통합하기 (Integrating the Register Model into an Environment)

Register Model을 구축한 후, 이를 UVM 환경에 통합하여 테스트벤치에서 사용할 수 있습니다. 이때, 레지스터 모델은 실제 설계와 상호작용하며, 검증 목표를 달성하기 위한 중요한 역할을 합니다.

1. Register Adapter

테스트 환경에서 Register Model을 사용할 때, **어댑터(adapter)**를 통해 레지스터 트랜잭션을 버스 트랜잭션으로 변환해야 합니다. 어댑터는 uvm_reg_adapter 클래스를 상속하여 정의할 수 있습니다.

예시 코드:

class my_reg_adapter extends uvm_reg_adapter;
  `uvm_object_utils(my_reg_adapter)

  virtual function uvm_sequence_item reg2bus(const ref uvm_reg_bus_op rw);
    my_bus_transaction trans;
    trans = my_bus_transaction::type_id::create("trans");
    trans.addr = rw.addr;
    trans.data = rw.data;
    return trans;
  endfunction
endclass

2. Environment 내 Register Model 설정

Register Model을 환경에 통합하는 과정에서는 uvm_env 클래스 내에서 레지스터 블록을 인스턴스화하고, 이를 통해 테스트 시나리오에서 사용할 수 있도록 설정합니다.

예시 코드:

class my_env extends uvm_env;
  my_reg_block reg_block;
  my_reg_adapter reg_adapter;

  function new(string name = "my_env", uvm_component parent = null);
    super.new(name, parent);
  endfunction

  virtual function void build_phase(uvm_phase phase);
    super.build_phase(phase);

    reg_block = my_reg_block::type_id::create("reg_block", this);
    reg_block.build(); // 레지스터 모델 구축

    reg_adapter = my_reg_adapter::type_id::create("reg_adapter", this);
    reg_block.default_map.set_adapter(reg_adapter);
  endfunction
endclass

이 코드는 환경 내에서 레지스터 블록을 설정하고, 어댑터를 통해 레지스터 트랜잭션을 버스 트랜잭션으로 변환하여 사용합니다.

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결론

5.4와 5.5에서는 UVM에서 Register Model을 구축하고, 이를 검증 환경에 통합하는 과정을 설명했습니다. 레지스터 블록, 레지스터, 필드를 생성하여 계층 구조를 구성한 후, 이를 어댑터를 통해 실제 하드웨어와 연결하는 방식으로 통합할 수 있습니다. 이를 통해 하드웨어 레지스터에 대한 복잡한 검증 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.