SystemVerilog中有关class类的基础知识

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我是靠谱客的博主洁净饼干，最近开发中收集的这篇文章主要介绍SystemVerilog中有关class类的基础知识，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1、class中的变量、宏定义等称为类的属性，函数和任务称为类的方法
2、声明对象时可以指定input/output/inout/ref
3、复制对象，复制的是句柄而不是对象的内容。
类的每个对象，对于属性、方法等都有自己的副本
4、class c;
...
endclass
c c0; //“c0”就是对象c0的句柄,在此处仅相当于一个name，类似于仅是创建了一个c类型的变量c0，而这个变量保存类c对象
//的句柄，但其初始化值为NUll，此时，这个对象时不存在，也不包含任何实际的句柄，知道进行初始化：c0 = new()
此时，对象c0的句柄尚未被初始化，因此，为默认值；Null。因此，检测一个对象是否被初始化，与值Null进行比对即可：
{ //值为Null的句柄不可以访问非静态成员和虚方法
class obj_example;
...
endclass
task task1(integer a, obj_example myexample);
if (myexample == null) myexample = new; //初始化
endtask
}
4、类对象支持的算术/逻辑运算：
---支持的操作-----操作对象----含义
== 对象/Null
!= 同上
=== 同上
!== 同上
条件操作
类型兼容的对象间互相赋值
赋值Null
5、初始化函数new（），非阻塞，没有返回值类型（但初始化过程中，但暗含的返回值类型就是赋值等号左侧变量的类型）
new()函数，可不人为定义，在对象初始化时会调用默认的new函数，也可以人为定义new函数，以便规定初始化操作。
6、基类、扩展类new()函数的执行：
先调用基类的new函数——super.new(),

eg：
class C;
int c1 = 1;
int c2 = 1;
int c3 = 1;
function new(int a);
c2 = 2;
c3 = a;
endfunction
endclass
class D extends C;
int d1 = 4;
int d2 = c2;
int d3 = 6;
function new;
super.new(d3);
endfunction
endclass

D obj_d;
obj_d = new(d3);
#解释：
会先执行基类C的初始化new函数（即类C的属性、方法的初始和定义等）,c1 = 1，c2 = 2；
c3，基类C中new函数的输入参数a此时为d3，但此时d3尚未定义，所以，c3为未定义值；
基类的各种初始完成后开始进行扩展类的初始操作，即执行扩展类的new函数，d1 = 4，d2 = 2（基类中的变量c2，基类此时已初始化完成，所以c2为确定的值），d3 = 6，

7、类声明中的静态属性，只创建、初始化一次，之后则可以为所有的对象访问，并且，可以以无创建对象的方式被访问
class Packet ;
static integer fileID = $fopen( "data", "r" );
endclass
8、类声明中的静态方法，类的全范围内可以调用，也可以无创建对象的方式被访问，不可以访问非静态的成员（属性和其他方法）；
不能声明为virtual，声明中不能使用this句柄；
static task t();...endtask:正确格式，说明了类中方法的lifetime（理解为：存活时间）
task static t();...endtask:错误格式，说明的是方法的参数及方法声明中的各个变量的lifetime
9、this指针，涉及类的属性、变量参数、对象本地的变量参数或方法，应用在非静态方法中
10、类对象的复制，
//-------------------------------------------------------------------------------------
class c;
...
endclass
c c0, c1;
c0 = new();
c1 = c0;
#解释：new只执行一次，只涉及到一个句柄，所以说，只有一个对象，只是对于对象的句柄而言有两个名字，分别为：c0和c1
//-------------------------------------------------------------------------------------
class c;
...
endclass
c c0, c1;
c0 = new();
c1 = new c0;
#解释：new函数执行两次，创建了两个对象：c0和c1，c1是复制的c0，但只是复制了c0的句柄，也可以认为是一个对象有两个名字
注：这种方式的复制，对于嵌入式的约束，在新的对象中为Null
//-------------------------------------------------------------------------------------
class c;
...
endclass
c c0, c1;
c0 = new();
c1 = new();
c1.copy(c0);
#解释：c0中的任何内容全部复制给了c1，更常用。
//-------------------------------------------------------------------------------------
11、扩展类对象的句柄可赋值给基类变量
class c; class cc extends c;
... ...
endclass endclass
c c0;
cc cc0;
cc0 = new();
c0 = cc0;
#注：扩展类中的属性或方法被重写覆盖时，通过以上方法，可以获得基类中各成员的原始值/内容
且当基类中为纯虚方法、扩展类中方法的定义也必然是虚方法，这种情况下，基类变量可以直接访问扩展类的方法
class c; class cc extends c;
int i = 1; int i = 2;
endclass endclass
c c0;
cc cc0;
cc0 = new();
c0 = cc0;
j = c0.i; //j = 1，而不是等于2，所以说，扩展类中变量i进行何种操作，基类都会保留变量i的原始值

注：扩展类声明变量（cc cc0;）可以赋值给基类声明变量（c c0;）或更高层次类的声明，反过来则是错误的，除非基类中调用了扩展类
//-------------------------------------------------------------------------------------
12、super：访问当前类的上一层次的类的成员
super.new：先于当前类的new执行，可以用户手动添加，或者编译器会自动添加执行super.new的阶段
function new(); //扩展类中new函数
super.new(5); //启动当前类基类的new函数，并且是带有参数的，会传递给基类的初始化函数
endfunction
//-------------------------------------------------------------------------------------
13、类中数据的封装与保护：定义成员关键字含义local和protected
local:只有当前类中方法可以访问，不同对象间可以互相访问，但扩展类中方法不能访问
protected:同local定义基本相同，唯一差别在于可以被继承、扩展类可以访问
//-------------------------------------------------------------------------------------
14、类中属性/成员：const、local、protected、static
类中方法：virtual

const:定义只读变量，分为global const和instace const，
区别在于：前者声明时进行赋值，同static，所有的对象均可访问，且内容一样；后者只是声明，实例化时才会赋值
const int max_size = 9 * 1024; // global constant，也可以声明为static
const int size; // instance constant
//-------------------------------------------------------------------------------------
15、抽象类：可以看作是模板或原型
virtual class BasePacket;
...
endclass
无法直接创建抽象类的对象，
//
纯虚方法：定义在抽象类中的虚方法，具体的实现则是在扩展类（非抽象类）中定义完成的

virtual class BasePacket;
pure virtual function integer send(bit[31:0] data); // No implementation
endclass
class EtherPacket extends BasePacket;
virtual function integer send(bit[31:0] data);
// body of the function
...
endfunction
endclass
//
当基类中为纯虚方法、扩展类中方法的定义也必然是虚方法，这种情况下，基类变量可以直接访问扩展类的方法
BasePacket packets[100];
EtherPacket ep = new; // extends BasePacket
TokenPacket tp = new; // extends BasePacket
GPSSPacket gp = new; // extends EtherPacket
packets[0] = ep;
packets[1] = tp;
packets[2] = gp;
packets[1].send();//invoke the send method associated with the TokenPacket class
//-------------------------------------------------------------------------------------
16、类的嵌套：嵌套的类可以访问被嵌套类的local、protected、static等成员，有完全访问权
class Outer;
int outerProp;
local int outerLocalProp;
static int outerStaticProp;
static local int outerLocalStaticProp;
class Inner;//类Inner为嵌套类
function void innerMethod(Outer h); //类Outer声明
outerStaticProp = 0;// Legal, same as Outer::outerStaticProp
outerLocalStaticProp = 0;// Legal, nested classes may access local's in outer class
outerProp = 0;// Illegal, unqualified access to non-static outer
h.outerProp = 0;// Legal, qualified access.
h.outerLocalProp = 0;// Legal, qualified access and locals to outer class allowed.
endfunction
endclass
endclass
//-------------------------------------------------------------------------------------
17、外部定义：在类内带extern关键字进行声明，类外定义时，需指明类作用域，用"::"符号
例子1：
class Packet;
Packet next;
function Packet get_next();// single line
get_next = next;
endfunction
// out-of-body (extern) declaration
extern protected virtual function int send(int value);
endclass
function int Packet::send(int value);
// dropped protected virtual, added Packet::
// body of method
...
endfunction
例子2：
typedef real T;
class C;
typedef int T;
extern function T f();
extern function real f2();
endclass

function C::T C::f(); // the return must use the scope resolution，以区分"typedef real T"和"typedef int T"
return 1;
endfunction
function real C::f2();
return 1.0;
endfunction
例子3：
typedef int T;
class C;
extern function void f(T x);//原型中，T采用的是"typedef int T"
typedef real T;
endclass
function void C::f(T x);//error,在此处采用的是类中声明的"typedef real T"
endfunction
#注：最好是用作用域符号"::"
//-------------------------------------------------------------------------------------
18、参数化类：类似于C++中的模板
例子1：
class vector #(int size = 1);
bit [size-1:0] a;
endclass

vector #(10) vten; // object with vector of size 10
vector #(.size(2)) vtwo; // object with vector of size 2
typedef vector#(4) Vfour; // Class with vector of size 4
例子2：
class stack #(type T = int);
local T items[];
task push( T a ); ... endtask
task pop( ref T a ); ... endtask
endclass

stack is; // default: a stack of int’s
stack#(bit[1:10]) bs; // a stack of 10-bit vector
stack#(real) rs; // a stack of real numbers
例子3：
class C #(type T = bit); ... endclass // base class
class D1 #(type P = real) extends C; // T is bit (the default)
class D2 #(type P = real) extends C #(integer); // T is integer
class D3 #(type P = real) extends C #(P); // T is P
class D4 #(type P = C#(real)) extends P; // for default T is real