오늘의 SoC 를 변형시킨 5개의 특수 레지스터

오늘날의 SoC에서는 시스템 아키텍처, 노드 크기, 상호 연결, 보안, 프로그래밍 언어 및 개발 도구 분야에서 많은 혁신을 경험했습니다. 때로는 SoC 설계자, 검증 엔지니어, 하드웨어 설계자 또는 소프트웨어 / 펌웨어 개발자로서 일상 업무에서 사용하는 단순한 혁신의 중요성과 영향을 과소평가합니다. 

먼저 소프트웨어 응용 프로그램이 하드웨어 주변 장치와 통신하는 하드웨어 / 소프트웨어 인터페이스 계층과 관련된 혁신을 살펴봅시다. 구체적으로는, 비디오 코덱, 블루투스 또는 Wi-Fi 접속과 같은 하드웨어 주변 장치가 프로세서상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션의 구성, 제어 및 기능을 수신 레지스터 공간을 살펴봅시다. 10 년 전에 레지스터 설계 시 RO, WO, RW, RC, RS, WS 등이 필요했습니다. 그러나 오늘날의 SoC는 너무 복잡해져 레지스터를 디자인하는 보다 창의적인 방법을 혁신하고 생각해야 했습니다. 이 기사에서는 5개의 널리 사용되는 특수 레지스터, 즉 Alias, Shadow, Indirect, Lock, and Trigger-Buffer Registers에 대해 얘기할 것입니다.

Alias Register

이것은 같은 주소 맵에서 여러 주소를 액세스할 수 있는 레지스터 유형이지만 실제로는 단일 레지스터입니다. Alias 레지스터의 필드는 액세스하는 데 사용된 주소에 따라 다른 동작을 합니다. 그림 1에 표시된 예와 같이 RegA의 필드는 0x1000 주소를 사용하여 액세스 할 때 읽기 및 쓰기가 가능하지만 0x2000 주소에서 액세스할 때는 write-1-to-clear를 사용합니다. Alias Register를 만들 때 적용해야 하는 몇 가지 지침은Alias Register의 하드웨어 액세스는 NA이고, 필드는 이미 Aliased 필드의 Alias가 될 수 없고 Aliased 필드의 부모 레지스터는 외부일 수 없습니다.

Shadow Register

모든 레지스터를 덮어 써야 하지만 나중에 데이터를 복원해야 하는 소프트웨어 응용 프로그램이 있는 경우 솔루션은 Shadow 레지스터를 사용하는 것입니다 . 레지스터 버스를 통해 레지스터에 기록된 데이터는 주소 맵의 다른 레지스터에 자동으로 복사되거나 Shadow 처리됩니다 그림 2 의 예와 같이 OriginalReg 의 데이터가 ShadowReg 로 복사됩니다 ShadowReg 는 버스에서 액세스할 수 있지만 원본

레지스터에 영향을 미치지 않습니다 여러 Shadow 레지스터는 하나의 원본 레지스터를 Shadow 할 수 있습니다.

Indirect Register 간접 레지스터

일부 레지스터 또는 메모리 위치는 전용 주소를 통해 직접 액세스할 수 없으며 그들은 간혹 간접 주소 지정 레지스터 또는 간단히 간접 레지스터 라고 불립니다. 두 개의 레지스터가 간접 레지스터에 액세스하는 데 사용됩니다.

간접 레지스터 배열 에 값을 저장하기 위해 베이스 레지스터는 실제 어드레스를 담는 데 사용 됩니다 명령은 베이스 레지스터를 검사하고 그 안의 값을 레지스터 배열의 주소 위치로 해석하고 데이터 레지스터에 보유된 값을 해당 위치에 배치합니다 . 간접 레지스터 배열에서 값을 로드 하려면 베이스 레지스터 가 사용됩니다 . 이 베이스 레지스터는 실제 주소를 보유합니다 . 명령어는 베이스 레지스터를

검사하고 그 값을 주소로 해석하고 해당 위치에 저장된 값을 가져온 다음 데이터 레지스터에 로드 합니다.

그림3 의 예시 와 같이 Reg1 은 메모리 배열에 인덱스를 지정합니다 Reg2 는 기록할 데이터를 지정하거나 메모리에서 읽은 값을 저장합니다 Reg2 는 간접 레지스터 크기 에 맞춰 깊이 속성이 필요합니다

Lock Register 록 레지스터

다른 레지스터에 저장된 키로만 시작할 수 있는 레지스터 뒤에 보안 상태 시스템이 있는 경우 록 레지스터가 솔루션이 될 수 있습니다 쓰기 가능한 레지스터 또는 필드 가 다른 레지스터의 필드 값에 따라 써지는 것으 로부터 보호 하거나 잠 글 수 있습니다 이러한 레지스터를 록 레지스터라고 합니다.

록레지스터와 보호 / 키 레지스터는 다른 레지스터 그룹에 있을 수 있지만 다른 블록에는 있을 수 없습니다 그림 4 의 예 시 와 같이 간단한 식 lock = RegA_ f1 에정의 된 대로 " 속성으로 지정된 Lock 레지스터입니다 이는 레지스터 Lockreg 이 키 레지스터 인 레지스터 " 필드 " 의 값에 따라 기록에서 잠겨 있음을 의미합니다 잠금 메커니즘은 lock = regA.FldA || regB.Lock_fld ==8’b00000001 && regA.FldA == 4’b0011 와 같은 더 복잡한 표현 식으로 정의 될수도 있습니다 . 이 복잡한 표현 식은 다른 레지스터 필드로 구성됩니다 . 이 경우 잠금 식 내의 모든 조건이 true 로 평가되면 레지스터의 소프트웨어 쓰기 액세스가 잠깁니다.

Trigger Buffer Register (트리거 버퍼 레지스터)

때로는 버스 폭보다 큰 크기의 레지스터가 하드웨어 측면에서 하나의 원자 단위로 쓰여지고 읽혀 지도록 요구되기도 합니다. 이러한 레지스터는 소프트웨어 측으로부터 순차적으로 기록 / 판독 됩니다 이는 트리거 이벤트와 연관된 메모리 공간에 N 레지스터 버퍼를 생성함으로써 달성될 수 있습니다. 트리거 이벤트가 발생하면 버퍼에서 하드웨어 측에서 사용할 수 있는 실제 레지스터 쪽으로 쓰기/ 읽기가 발생합니다 트리거 이벤트는 최하위 비트 또는 최상위 비트 레지스터에 대한 읽기 / 쓰기 일 수 있습니다 예를 들어 , 그림 5 에서 볼 수 있듯이 RegA는 와이드 하드웨어 레지스터이고 , 와이드 레지스터 Reg.A1 의 MSB 가 트리거입니다 Reg.A2 및 R eg.A3 은 와이드 하드웨어 레지스터의 필드에 해당하는 버퍼입니다.

다음 단계는 IP XACT 또는 SystemRDL 에서 이러한 특수 레지스터를 정의하는 방법을 학습하는 것입니다 또한 RTL 로 코드를 작성하고 UVM 레지스터 모델을 작성하고 검증을 위해 UVM 테스트 벤치를 완성하는 방법을 배우는 것이 필요합니다. 주문형 웹 세미나 , 오늘의 SoC 에 유용한 5 개의 특수 레지스터에서 다음 단계를 자세히 설명합니다 저희의 웹 세미나 에서 오늘의 SoC 에 유용한 5 개의 특수 레지스터 의 다음 단계를 자세히 설명합니다 이 웹 세미나에서는 이 다섯 개의 특수 레지스터 , 이점 , 사용 사례 및 예제에 대한 자세한 정보를 제공합니다 또한 기능적 범위를 100 % 달성할 수 있는 곳을 자동으로 확인하는 방법에 대한 모범사례를 제공합니다

Louie De Luna는 Agnisys 의 최고 제품 책임자입니다 . 그는 FPGA, ASIC 및 EDA 업계에서 15 년 이상의 경력을 쌓았습니다 .

그는 디자인 , 응용 프로그램, 제품 관리 및 마케팅 등 다양한 기술 역할을 수행했습니다 . 그는 시뮬레이션 , CDC 분석 , 가속 , 에뮬레이션 및 프로토 타이핑과 같은 다양한 검증 방법론에서 실제 경험을 가지고 있습니다 . 그는 2001 년 라스베가스에서 네바다 대학 (University of Nevada) 의 컴퓨터 공학 전공 B.S. 를 받았습니다 .

원본기사 : 

https://www.embedded-computing.com/guest-blogs/5-special-registers-that-have-transformed-today-s-socs