1.寄存器寫保護(hù)的需求

在軟件硬件交互的過程中，通常需要軟件（host）對特定地址的寄存器進(jìn)行寫操作，告之硬件進(jìn)行特定的處理流程，我們在《IC設(shè)計(jì)：軟硬件交互-polling》中提到的doorbell寄存器就屬于此類。

在使用PCIe SR-IOV能力時(shí)，對芯片硬件來說，有多個(gè)軟件（host），而doorbell寄存器與特定的host綁定，從安全角度考慮，我們期望doorbell寄存器只能被綁定的軟件（host）寫，而不能被其他host寫，不會(huì)因?yàn)槠渌鹔ost的誤寫操作導(dǎo)致進(jìn)程出錯(cuò)。

寄存器的寫保護(hù)指的是某些特殊的寄存器只能被指定的host寫更新，而不能被其他host更新。此處的寄存器可能是單個(gè)普通寄存器，也可能是多個(gè)寄存器組成的ram。

2.寄存器寫保護(hù)硬件實(shí)現(xiàn)

如圖設(shè)計(jì)中，多個(gè)host編號命名為func_id，且func_id編碼連續(xù)；有多個(gè)doorbell，且doorbell以ram（db_data_mem）的形式呈現(xiàn)，db_data_mem的地址表示func_id號，這樣，func_id與doorbell的關(guān)系就綁定了。

在如下的模塊中：存在3個(gè)ram，db_id_func_mem、db_id2func_id_mem、db_data_mem、

db_id_func_mem是虛擬ram，用于cfg_csr產(chǎn)生ram訪問接口，在圖中畫出也方便理解流程，地址表示func_id號，數(shù)據(jù)包為{db_id，db_data}。

db_id2func_id_mem表示db_id與func_id的對應(yīng)關(guān)系，地址為db_id，數(shù)據(jù)為func_id，db_id2func_id_mem的內(nèi)容需要軟件提前配置好。

db_data_mem是目標(biāo)ram，地址表示func_id號，data表示db_data內(nèi)容。

配置模塊cfg_csr對db_id_func_mem的寫訪問信號線包含：wdata、wen、waddr等信號，其中wdata為{db_id，db_data}，waddr表示的是func_id。

對db_id_func_mem的寫操作會(huì)觸發(fā)db_id2func_id_mem的讀操作，以db_id作為讀地址讀出數(shù)據(jù)func_id。

寫訪問信號進(jìn)過打拍對齊后，將wr_addr_dly與db_id_func_mem讀出的func_id進(jìn)行比較，如果相等則證明寫操作正確，db_data會(huì)被寫入到db_data_mem。如果不相等，則不會(huì)對db_data_mem進(jìn)行寫操作。

3.為什么此種設(shè)計(jì)能夠達(dá)到寫保護(hù)的效果呢？

在這里，每個(gè)主機(jī)都知道自己的db_id，以及doorbell的地址（func_id），而不知道其他主機(jī)的db_id和doorbell的地址。主機(jī)在進(jìn)行doorbell寫操作時(shí)，寫數(shù)據(jù)必須包含db_id，這樣db_id會(huì)與func_id進(jìn)行匹配，匹配通過才會(huì)真正去更新doorbell。db_id與func_id匹配不通過，則不會(huì)更新doorbell。而其他主機(jī)是不知道當(dāng)前doorbell的地址（func_id）對應(yīng)的db_id的，因此有效降低了其他主機(jī)誤寫doorbell的概率。

審核編輯：湯梓紅