引言

寄存器模塊在集成電路SOC和IP開發(fā)中是常見的模塊，主要是讓用戶軟件可以操作硬件，是軟件和硬件的橋梁，也是固件開發(fā)者和終端軟件開發(fā)者最關(guān)注的部分；

寄存器模塊的一端跟芯片內(nèi)部總線相連，如AXI/AHB/APB等，另一端則直接跟模塊的核心相連，通過這個橋梁，用戶軟件可以配置、操作硬件，也可以讀取硬件狀態(tài)；

圍繞寄存器模塊，工程師有許多工作需要做，比如硬件源代碼，驗證UVM代碼，驗證C代碼，C頭文件，Trace32寄存器描述文件，開發(fā)文檔，用戶手冊等等；這些工作重復(fù)且有規(guī)律，非常適合用自動化工具來生成；

寄存器工具

開發(fā)一個通用的寄存器工具，需要滿足以下幾個方面的需求，才能適應(yīng)更廣的使用場景：

數(shù)據(jù)文件格式的多樣性，如Excel、XML、ipxact、批處理命令文件，其它文本等

數(shù)據(jù)文件之間可以相互轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)輸入的多樣性，如圖形界面、數(shù)據(jù)文件、命令行等

支持更多數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)模型

豐富的輸出文件類型，且支持用戶擴展

對用戶輸入數(shù)據(jù)的有效性進行驗證

支持豐富的數(shù)據(jù)操作，如合并、分拆、復(fù)制、移動、刪除、重復(fù)、查找、過濾、批處理等

可靈活配置的硬件源代碼生成，如接口類型，同步異步等

支持豐富的寄存器類型和位域類型，包括關(guān)聯(lián)型的和獨立型

RegFab

RegFab是筆者開發(fā)的通用寄存器工具，遵循以上全部原則，力求為工程師打造一個好用的工具，便捷，高效； 為了支持第三方IP，RegFab支持標(biāo)準(zhǔn)的ipxact文件，intel的XML文件，SVD文件；對于自研IP模塊，支持固定的Excel模板，或者用戶使用工具提供的命令寫一個批處理文件，用命令創(chuàng)建寄存器及一些配置信息；另外工具還提供GUI界面創(chuàng)建、編輯寄存器內(nèi)容，直觀明了；各個文件格式之間可以相互轉(zhuǎn)換，方便對外交流； RegFab內(nèi)部數(shù)據(jù)模型除了寄存器、位域，還有常數(shù)、參數(shù)、寄存器組、接口、復(fù)位、訪問、枚舉、存儲器、中斷等模型，模型的屬性基本上涵蓋了全部寄存器相關(guān)的信息，力求可以處理所有跟寄存器有關(guān)的需求； 寄存器工具最重要的部分是輸出特定格式的文件，目前RegFab支持下面幾種文件類型：

Verilog寄存器模塊源代碼

HTML格式的開發(fā)文檔，適合內(nèi)部使用

驗證用UVM代碼

驗證用C語言代碼

C語言的頭文件，定義一些宏、結(jié)構(gòu)體、函數(shù)

軟件開發(fā)工具Trace32用的寄存器描述文件

docx格式的寄存器用戶手冊

當(dāng)然，除了這些工具自帶的文件類型，用戶可以擴展自己的文件類型，RegFab支持使用模板機制來做擴展，包括擴展不同排版風(fēng)格的docx用戶手冊； Verilog源代碼是寄存器工具最重要的輸出文件，它包含以下內(nèi)容：

可選擇的接口類型：AXI、AHB、APB、MEM

支持寄存器和ROM/RAM的混合存在

可選擇地生成輸入/輸出同步器

可選擇的同步復(fù)位和異步復(fù)位，以及復(fù)位掩膜

可選擇的豐富寄存器類型，及位域類型

除了以上的基本功能外，RegFab還開發(fā)了一些數(shù)據(jù)級的功能，以滿足開發(fā)過程中所遇到的困難和需求，可以批量執(zhí)行一些操作，比如以下一些例子：

檢查用戶輸入數(shù)據(jù)的有效性，比如：地址重疊，信息缺失，類型沖突等

將一個地址范圍內(nèi)的寄存器移動到另外一個地址段

批量修改滿足一定名字匹配規(guī)則的寄存器、位域，或者其它類型的屬性

相同類型的寄存器以一定地址間隔重復(fù)一些次數(shù)，只有名字后綴上的差別，其它完全相同

將多個模塊的寄存器文件合并起來產(chǎn)生輸出文件

對于工具的使用形式，RegFab提供以下幾種工作模式，最大程度滿足各類工程師的工作習(xí)慣：

GUI界面模式

命令行模式

命令行交互模式

批處理文件模式

總結(jié)

在大規(guī)模集成電路產(chǎn)品開發(fā)中，龐大的硬件規(guī)模必然對應(yīng)眾多的寄存器模塊，隨之而來的就是巨大的工作量 ；所以出現(xiàn)自動化的寄存器工具是自然而然的想法，工具的開發(fā)難度不算高，帶來的好處卻是肉眼可見的；一款想工程師之所想，憂工程師之所憂，功能強大，配置靈活，使用方便的寄存器工具，也是工程師們喜聞樂見的心頭好！

審核編輯：黃飛