SV——过程语句和子程序
1.过程语句
SystemVerilog从C和C++中引用了很多操作符和语句。下面就来简单介绍几点。
- for循环,在for循环中定义循环变量,它的作用范围仅限于循环内部,从而有助于避免一些代码漏洞。for (int i=0;i<10;i++)
- 自动递增符/自动递减符,++/--,既可作前缀,也可作后缀。
- 标识符,可以在begin或fork语句中使用标识符,那么在相对应的end或join语句中放置相同的标号。同样,你也可以将标识符放在endmodule、endtask、endfunction等语句中。
initial begin:example ...... end:example
- 循环功能,相比于Verilog,循环功能增加了continue,用于在循环中跳过本轮循环剩下的语句而直接进入下一轮;增加了break,用于终止并跳出循环。
2.任务、函数以及void函数
在Verilog中,任务task和函数function之间有着明显的区别,其中task可以消耗时间而函数不能。SystemVerilog允许函数调用任务,但只能在由fork…join_none语句生成的线程中调用。
如果有一个不消耗时间的SystemVerilog任务,你应该把它定义成void函数,这种函数没有返回值。
function void print_state(........); ...... endfunction
3.在子程序中去掉begin…end
在SystemVerilog中,begin…end变成可选项了,因为task…endtask和function…endfunction这些关键词已经足以定义这些子程序的边界了。
4.子程序参数
SystemVerilog对子程序的很多改进使参数的声明变得更加方便,同时也扩展了参数的传递方式。
4.1C语言风格的子程序参数
在Verilog中,对一些参数要进行两次声明,一次是方向声明,一次是类型声明。
task my_task; output [31:0] x; reg [31:0] x; input y; ...... endtask
在SystemVerilog中,可以采用简明的C语言风格,将类型和方向合并,并且在开始进行声明,注意必须使用通用的数据类型logic。
task my_task(output logic[31:0] x, input logic y); ...... endtask
4.2参数方向
子程序的参数的缺省值的类型和方向是1比特宽度的logic输入。
task T3; input a,b;//参数a和b是1比特宽度的logic输入。 ...... endtask
4.3高级的参数类型
Verilog对参数的处理方式很简单:在子程序的开头把input/inout的值复制给本地变量,在子程序退出时则复制output/inout的值。
在SystemVerilog中,参数的传递方式可以指定为引用而不是复制。采用ref参数类型可以将数组传递给子程序。
function void print_check(const ref bit[31:0] a[]); bit [31:0] check=0; for(int i=0; i<a.size();i++) check^=a[i]; endfunction
ref参数只能被用于带自动存储的子程序中。如果你对程序或模块指明了automatic属性,则整个子程序内部都是自动存储的。
const修饰符决定了子程序不能修改数组的值。
任务里可以修改变量而且修改结果对调用它的函数随时可见。
4.4参数的缺省值
在SystemVerilog中,可以为参数指定一个缺省值,如果在调用时不指明参数,则使用缺省值。
function void print_check(ref bit[31:0] a[], input bit[31:0] low=0, input int high =-1); bit[31:0] checksum=0; if (high==-1||high>a.size()) high=a.size()-1; for(int i=low;i<=high;i++) checksum+=a[i]; endfunction
在函数调用的时候,有以下几种方式:
print_check(a);//a[0:size()-1]中所有元素的校验和——缺省情况 print_check(a,2,4);//a[2:4]中所有元素的校验和 print_check(a,,1);//a[0:1]中所有元素的校验和 print_check(a,2);//a[2:size()-1]从2开始 print_check( );//编译错误:a没有缺省值
4.5采用名字进行参数传递
类似于模块的端口,可以通过采用类似port的语法指定子程序参数名字的方式来指定一个子集。
task many(input int a=1,b=2,c=3,d=4); ....... endtask
函数调用的形式:
many(6,7,8,9); //6 7 8 9指定所有值 many();//采用1,2,3,4使用缺省值 many(.c(5));//1,2,5,4只指定c many(,6,.d(8));//1,6,3,8混合方式
4.6常见的代码错误
在缺省的情况下,参数的类型是与其前一个参数相同的,而第一个参数的缺省类型是单比特输入。
task sticky(int a,b);//a、b为两个整型的输入。 task sticky(ref int array[50],int a,b);//默认a、b的方向为ref 错误的方向类型 task sticky(ref int array[50],input int a, b);//a、b为整型输入
5.子程序的返回
5.1返回return语句
SystemVerilog增加了return语句,使得子程序的流程控制变得更加方便,执行到return,则可以直接返回而不执行其下面的代码。
5.2 从函数中返回一个数组
SystemVerilog中,函数可以采用多种方式返回一个数组。
1)定义一个数组类型,然后在函数的声明中使用该类型。
typedef int fixed_array5[5]; fixed_array5 f5; function fixed_array5 init(int start); foreach(init[i]) init[i]=i+start; endfunction initial begin f5=init(5); foreach(f5[i]) $display("f5[%0d]=%0d",i,f5[i]); //f[0]=5 f[1]=6... end
2)通过引用来进行数组参数的传递。最简单的办法是以ref参数的形式将数组传递到函数里。显然,这种方法是最好理解的一种形式。
function void init(ref int f[5], input int start); foreach(f[i]) f[i]=i+start; endfunction int fa[5]; initial begin init(fa,5); foreach(fa[i])
... end
6.局部数据存储
对于一个硬件工程师来说,Verilog语言中所有描述的对象都是静态的,特别是对于子程序参数和局部变量是被存放在固定位置上,而不是像其他编程语言那样存放在堆栈区内。对于递归子程序一类的动态代码没有对应的芯片实现方式,但是在验证过程中,这些动态的中间结果又有着重要的影响,那么我们又该如何对其进行建模呢?
6.1自动存储
在Verilog中,如果你试图在测试程序里的多个地方调用同一个任务,由于任务里的局部变量会使用共享的静态存储区域,所以不同的线程之间会串用这些局部变量。这时候,可以指定任务、函数、模块使用自动存储,从而迫使堆栈区存储局部变量。
SystemVerilog中,模块(module)和program块中的子程序缺省情况下仍然使用静态存储,如果使用自动存储,则必须在程序语句中加入automatic关键词。这样的话,每次调用都使用不同的存储空间。
program automatic test;
6.2变量的初始化
我们希望在仿真进行了一段时间,再进行下面的操作。给出两个例子,让大家体会一下变量的初始化。
logic[7:0] local_addr=addr<<2;
对于静态变量,仿真一开始它就会有了初始值。可以将其修改为自动存储。
logic[7:0] local_addr; local_addr=addr<<2;
将声明和初始化分开,这样就可以满足题目要求。
7.时间值
7.1 描述时间单位和精度
(1)方式一,'timescale
(2)方式二,timeunit和timeprecision
7.2 时间参数
a. $timeformat(时间标度(-9代表ns,-12代表ps),小数点后的数据精度,时间值之后的后缀字符,显示数值的最小宽度)
$timeformat(-9,3,“ns”,8);//1.000ns
b. $time
根据模块的时间精度要求进行舍入的整数。
c. $realtime
是一个带小数部分的完整实数。
`timescale 1ps/1ps module ps; initial begin real rdelay=800fs; // 0.8ps 以0.800存储 time tdelay=800fs; // 1ps舍入后得到1 $timeformat(-15,0,“fs”,5); #rdelay //1ps,在作延时时,去时间精度1ps $display("%t",rdelay); // "800fs" #tdelay //1ps 再次延时1ps $display("%t",tdelay); // "1000fs" end endmodule