systemverilog绿皮书随记（一）--数据类型

2.1内建数据类型

Sv中的reg可以进行连续赋值；

logic只能有一个驱动；若是信号本身有多个驱动，则需要被定义为wire线网类型；

二值逻辑和四值逻辑：

Logic是四值逻辑：1,0，X，Z；bit为二值逻辑；1,0

Sv引入四值逻辑是期望硬件世界和软件世界分离开。四值逻辑属于硬件设计，二值逻辑属于验证环境；

四值逻辑：integer,logic,reg,wire

二值逻辑：byte,shortint,int,longint,bit

无符号的四值逻辑中的一个位x，转换为无符号的二值逻辑会等于0

接口内的信号需要DUT连接，因此要用四值逻辑来确保有x和z状态，而非二值逻辑。接口中最好以使用 logic 做为信号的类型。因为logic可以直接赋值，而 wire 必须要被连续赋值语句可来驱动。

有符号类型：beyt,shortint,int,longint,integer

无符号类型：bit,logic,reg,wire

有符号数：负数以补码的形式储存；正数以原码形式储存；最高位为符号位，0为正数，1为负数；

不同类型的数据进行操作时，应该注意变量的：1.逻辑数值类型2.符号类型3.矢量位宽

2.2定宽数组

2.2.1定宽数组的声明和初始化

如果试图从一个越界的地址中读取数据，那么sv将返回数组元素类型的缺省值；对于一个元素为四状态类型的数组，返回的是X；而对于双状态数组，则返回0；

存放四值类型数据会比存放两值类型数据多占用一倍的空间

用一个单引号和大括号来初始化数组`{};

2.2.2常量数组

int descend[5];

descend = {4,3,2,1,0}//{9,8,3{1}}//`{6,5,default:0}

2.2.3for和foreach

$size函数返回数组的深度

for 和 foreach会按照数组中元素的索引值开始遍历。也就是说：

对于 f[0:4] 数组，遍历索引值从 0 ~ 4，采样foreach(f[i])，等同于for( int i = 0; i <= 4; i ++)

对于 f[6:2] 数组，遍历索引值从 6 ~ 2，foreach(f[i])，等同于for( int i = 6; i <= 2; i --)

int array2 [2] [3] = '{'{2,3,4},'{4,5,6}};

//遍历方式一：//推荐！！！

foreach( array2****[i,j]**** ) $display("数组中第[%0d] [%0d]= %0d;",i,j,array1[i][j]);

//遍历方式二：

foreach(array[i]) begin

foreach(array****[,j]****) $display("数组中第[%0d] [%0d]= %0d;",i,j,array1[i][j]);

end

2.2.4复制和比较

对于组合型，数组会被视为一个向量，即便两边的操作数的维度不相同时，也可以做赋值

长的赋值给短的，会截断高位，保留跟短的相同长度的低位

短的赋值给长的，短的会占据低位，高位会被填充为0

对于非组合型，要求左右两侧操作数的维度和大小必须一致；

非组合型无法直接赋值给组合型；同样组合型也无法直接赋值给非组合型

2.2.5合并数组

它可以作为一个整体来访问，也可以把他分解成更小的单元；它的存放方式是连续的集合，中间没有任何闲置的空间。

声明合并数组的时候，合并的位和数组大小作为数据类型的一部分必须在变量名前面指定。合并数组大小定义的格式必须是[msb,lsb],而不是[size]

2.3动态数组

动态数组在声明时使用空的下标[],数组在最开始时是空的，所以你必须调用new[]操作符来分配空间，同时在方括号中传递数组宽度；

int dyn[],d2[];

dyn = new[5];

d2=dyn;//复制一个动态数组

dyn=new20;//分配20个整数值并进行复制

dyn=new[100];

dyn.delete();//删除所有元素

当定宽数组复制给一个动态数组时，sv会调用构造函数new[]来分配空间并复制数值；

只要基本数据类型相同，定宽数组和动态数组之间就可以相互赋值；

动态数组赋值：

在new[ ]中设置动态数组大小时，并不完全需要匹配所赋数组的大小。当初始化动态数组的大小较大时，赋值的常量数组会被截断以匹配;当它较小时，初始化的数组将使用默认值填充以获得指定的大小。如下：

int src[3] = '{2, 3, 4};

int dest1[];

int dest2[];

dest1 = new[2] (src); // dest1中的元素为： {2, 3} ,数组被截断

dest2 = new[4] (src); // dest2中的元素为： {2, 3, 4, 0} ，用默认值0 补齐

2.4队列

队列可以在任何一个地方增加或删除元素，且这类操作的性能上的损失比动态数组小的多；

对队列赋值只有大括号，没有单引号；队列是连续储存的

//对于内存连续储存的数组，赋值不需要使用单引号

//对于内存不连续的数组，赋值需要使用单引号

可以把定宽或动态数组的值复制给队列

2.5关联数组

用来保存稀疏矩阵的元素；仿真器可以采用树或哈希表的形式来存放关联数组，会有一定的开销；关联数组采用在方括号中放置数据类型的形式来进行声明；

还可以使用exists()来检查元素是否存在

2.6链表

书中没有展开介绍，作者建议尽量避免使用

2.7数组方法

min(),max()函数能够找出数组中的最小值和最大值；返回值是一个队列不是标量；

unique()返回的是在数组中具有唯一值的队列，即删除掉重复的数值；

Shuffle()是乱序函数

2.8使用typedef创建新的类型

规范用户自定义类型都带后缀_t;

2.9自定义结构体

Struct是一个数据集合；如果想生成带约束的随机数据，那就应该使用类了；

默认的结构体是非组合型的，赋值是要把数值放到带单引号的大括号中；

规范用户自定义结构体都带后缀_s;

合并结构体：typedef struct packed {bit [7:0] r,g,b} pixel_p_s;

2.10创建可容纳不同类型的联合

2.11类型转换

静态转换：此操作不对转换值进行检查；转换时指定目标类型，并需要再转换的表达式前加上单引号

动态转换：$cast( , )

流操作符<<和>>用在赋值表达式的右边，后面带表达式、结构或者数组。流操作符用于把其后的数据打包成一个比特流。操作符>>把数据从左至右变成流，而<<则把数据从右至左变成流。

*数组声明中的下标[256]等同于[0:255]而非[255:0]

2.12枚举类型

enum提供方法来描述抽象变量的合法值范围

枚举数据默认（缺省类型）的存储类型为int型(32位有符号二值逻辑)，且数值从0开始递增

枚举类型也可以直接赋初值

enum logic [2:0] {WAITE = 3'b001,LOAD = 3'b010,READY = 3'b100} state_n;

枚举类型是四值逻辑时(logic)，直接对枚举值赋值X 、Z也是合法的

如果右侧是枚举类型，可以直接赋值给整型，即int = enum 型式成立

如果右侧是整型，不可以直接赋值给枚举 ，即enum = int 不成立；必须要做类型转换 enum = T’(int);

如果枚举类型没有伴随typedef，那么该枚举类型是一个匿名枚举类型

同do..while实现遍历枚举

枚举类型子程序

2.13常量

Const修饰符 允许在变量声明时对其进行初始化，但不能在过程代码中改变其值；

//const byte colon = “:”;

2.14字符串

string类型可以用来保存长度可变的字符串。单个字符是byte类型。长度为N的字符串中，元素编号从0到N-1；

****getc(N)****返回位置N上的字节；toupper返回一个所有字符大写的字符串；tolower返回一个小写的字符串；大括号{}用于串接字符串；putc(M,C)字节c写到字符串的M位上；函数substr(start,end)提取出从位置start到end之间的所有字符；

2.15表达式位宽

避免方式A那样由于溢出造成精度受损的情况