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System Verilog OOP 学习笔记

问题:

System Verilog OOP 学习笔记?

答案:

1、OOP术语


a.类(class):包含变量和子程序(函数或者任务)的基本构建块。

b.对象(object):类的一个实例。

c.句柄(handle):指向对象的指针。

d.属性(property):存储数据变量。

e.方法(method):任务或者函数中操作变量的程序性代码。

f.原型(prototype):程序的头,包括程序名、返回类型和参数列表。程序体则包含了执行代码。


类是对象的一个模板,其内部定义了数据和方法。对象是类的一个例化和实现。


注:《SystemVerilog验证 测试平台编写指南》中使用 变量(variable)和程序(routine),而没有使用OOP中的属性(property)和方法(method)。


2、用户使用对象的三个步骤:

  a.定义类:


1 class packet;

2 ...

3 endclass:packet

5 class long_packet;

6 ...

7 endclass:long_packet

  b.在module、class、function、task等地方声明对象:


1 packet my_packet;

2 packet packet_array[32];

3 long_packet my_l_packet;

对象标识符(my_packet/packet_array/my_l_packet)是例化该对象的句柄(指向对象的指针)。当该对象被创建的时候,该句柄有效,默认情况下句柄将为空(null)。



 

  c.通过构造函数new创建对象的例化

通过new这个构造函数给对象分配内存空间,并且把入口地址赋给对象的句柄:

 1 my_packet=new(168);


2 my_l_packet=new(); 


例5.1 简单的Transaction类


 1 class Transaction;

 2 bit [31:0] addr,crc,data[8];

 3 

 4 function void display;

 5 $display("Transaction:%h",addr);

 6 endfunction:display

 7 

 8 function void calc_crc;

 9 crc=addr^data.xor;

10 endfunction:calc_crc

11 

12 endclass:Transaction

 


3、在哪里定义类?

program、module、package中。或者在这些块之外的任何地方。


例5.2 Class in a package


1 //File abc.svh

2 package abc;

3 calss Transaction;

4 //Class body

5 endclass

6 endpackage

例5.3 Importing a package in program


1 program automatic test;

2 import abc::*;

3 Transaction tr;

5 //Test code    

6 endprogram

sv中,激励对象不断的被创建并且用来驱动DUT,检查结果。最后这些对象所占用的内存可以被释放。以供新的对象使用。



 

例5.4 声明和使用一个句柄

 1 Transaction tr;//声明一个句柄


2 Tr=new(); //为 Transaction对象分配空间 


注:1、调用new函数例化一个对象,即在为该对象申请一个新的内存块来保存对象的变量。

2、new除了分配内存外,还初始化变量。default 二值为0,四值为X。

3、new函数不能有返回值,因为构造函数是返回一个指向类的对象的句柄,其类型就是本身。


例5.4 简单的用户定义的new()函数


1 class Transaction;

2 logic [31:0] addr,crc,data[8];

4 function new;

5 addr = 3;//固定值

6 data= '{default:5};//crc未定义,默认值为X

7 endfunction

8 endclass

例5.5 一个带有参数的new函数


 1 class Transaction;

 2 logic [31:0] addr,crc,data[8];

 3 

 4 function new(logic [31:0] a=3,d=5);

 5 addr = a;

 6 data = '{default:5};//crc未定义,默认值为X

 7 endfunction

 8 endclass

 9 

10 initial begin

11 Transaction tr;

12 tr = new.(.a(10));//a=10,d uses default of 5 tr=new(10);

13 end

sv如何知道调用哪个new()函数,取决于赋值操作符左边的句柄类型。tr是 Transaction的句柄,索引会调用 Transaction的new函数。

例5.6 调用正确的new函数



 

 1 class Transaction;

 2 logic [31:0] addr,csm,data[8];

 3 endclass:Transaction

 4 

 5 class Driver;

 6 Transaction tr;

 7 function new();//Driver's new function

 8 tr = new();//Call the Transaction new function

 9 endfunction

10 endclass:Driver

new()和new[]的区别

调用new()函数仅创建了一个对象,而new[]操作则建立一个含有多个元素的数组。

new()可以使用参数设置对象的值,而new[]只需使用一个数值来设置数组的大小。


通过声明一个句柄来创建一个对象


例5.7 为多个对象分配地址


1 Transaction t1,t2;//声明两个句柄

2 t1=new();    //为第一个 Transaction对象分配地址

3 t2=t1;    //t1和t2都指向该对象

4 t1=new();    //为第2个 Transaction对象分配地址

注:最后t2指向第一次分配的对象,t1指向第二次分配的对象。


对象的解除分配(deallocation)

垃圾回收就是一种自动释放不在被引用的对象的过程,sv分辨对象不再被引用的办法就是记住指向它的句柄的数量。当最后一个句柄不再引用某个对象了,sv就释放该对象的空间。

例5.8 创建多个对象



 

1 Transaction t;//创建一个句柄

2 t=new();    //分配一个新的 Transaction

3 t=new();    //分配第二个,并且释放第一个t

4 t=null;    //解除分配第二个

对对象使用“.”符号来引用变量和子程。

直接访问变量会限制以后对代码的修改,因此OOP规定只能通过对象的公有方法访问对象的变量。

例5.9 使用对象的变量和子程序


1 Transaction t;    //声明一个 Transaction句柄

2 t=new();    //创建一个 Transaction对象

3 t.addr=32'h42;    //设置变量的值

4 t.display();    //调用一个子程序

i++和++i区别:

i++:先引用后增加,先在i所在的表达式中使用i的当前值,后让i加1


++i:先增加后引用,先让i加1,然后在i所在的表达式中使用i的新值



静态属性与方法

1、每一个类的例化(也就是一个对象)都拥有它自身每个变量的复制,因此OOP规定只能通过对象的公有方法访问对象的变量。


2、 对象1:变量1,变量2...

对象2:变量1,变量2...

对象1 和 对象2 自身成员变量不和其他对象共享。



 

3、类的静态属性是存在类中的,而不是在每个类的对象中,在类中,使用静态static方式声明的属性可以被多个对象共享。


例5.10 含有一个静态变量的类


 1 class Transaction;

 2 static int count=0;    //已创建的对象的数目

 3 int id;    //实例的唯一标志

 4 function new();

 5 id=count++;    //设置标志,count递增

 6 endfunction

 7 endclass

 8 

 9 Transaction t1,t2;

10 initial begin

11 t1=new();    //第一个实例,id=0,count=1

12 t2=new();    //第二个实例,id=1,count=2

13 $display("Second id=%d,count=%d",t2.id,t2.count);

14 end

例5.11 类的作用域操作符 ::


1 class Transaction;

2 static int count=0;    //创建的对象数

3 ...

4 endclass

6 initial begin

7 run_test();

8 $display("%d transaction were creat",Transaction::count);//引用静态句柄

9 end

静态变量的初始化

静态变量通常在声明时初始化,不能简单的在类的构造函数中初始化静态变量,因为每一个新的对象都会调用构造函数。



 

类的方法——也就是类的作用域定义的内部task或者function


例5.13 类中的方法


 1 class Transaction;

 2 bit [31:0] addr,crc,data[8];

 3 function void display();

 4 $display("@%0t:TR addr=%h,crc=%h",$time,addr,crc);

 5 $write("\tdata[0-7]=");

 6 foreach(data[i]) $write(data[i]);

 7 $display();

 8 endfunction

 9 endclass

10 

11 class PCI_Tran;

12 bit [31:0] addr,data;

13 function void display();

14 $display("@%0t:PCI:addr=%h,data=%h",$time,addr,data);

15 endfunction

16 endclass

17 

18 Transaction t;

19 PCI_Tran pc;

20 

21 initial begin

22 t=new();//创建一个 Transaction对象

23 t.display();//调用 Transaction的方法

24 pc=new();//创建一个PCI事务

25 pc.display();//调用PCI事务的方法

26 end

块外方法声明

//在开始处添加关键字extern,将整个方法移至类定义后面,并在方法名前面加上类名和::作用域操作符。


 1 class Transaction;

 2 bit [31:0] addr,crc,data[8];

 3 extern function void display();

 4 endclass

 5 

 6 function void Transaction::display();

 7 $display("@%0t:TR addr=%h,crc=%h",$time,addr,crc);

 8 $write("\tdata[0-7]=");

 9 foreach(data[i]) $write(data[i]);

10 $display();

11 endfunction


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