SystemVerilog语法基础


0.前言

相较于verilog，system verilog在验证方面应用更广泛，当下最常用的uvm就是基于sv实现的。sv在verilog的基础上借鉴了一些高级语言的语法，它拥有以下功能：
.设计+验证
.产生随机约束
.功能覆盖率统计分析
.断言（SVA）
.面向对象的验证
这一篇学习笔记用于记录常用的变量类型、过程语句，以便于后续再深入补充。

1.数据类型

（1）两态数据类型：0、1；
sv的数据类型在verilog的基础上，借鉴了C/C++的语法

变量类型 位宽 符号位 状态数 备注
reg 自定义 无 4 线网型，四态为：0，1，X，Z
wire 自定义 无 4 寄存器型， 四态为：0，1，X，Z
logic 自定义 无 4 可以代替reg和wire型
int 32位 有 两态 两态为：0，1
shortint 16位 有 两态
longint 64位 有 两态
unsigned int 32位 无 两态
byte 8位 有 两态
bit 1位 有 两态

注：X为不确定态；Z为高阻态

（2）枚举类型

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enum{red=2'b0,yellow,green}RGB;
//表示00为red,01为yellow,10为grenn
//当缺省时起点时，默认从0开始

（3）用户自定义类型

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typedef unsigned int uint;
uint a,b;

（4）压缩数组

（5）动态数组

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dyn[];//可以不声明数组大小
dyn=new[5];//使用new函数声明大小
dyn.delete();//使用完回收空间

（6）关联数组
分布式存储，类似于哈希数组

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//前面表示内容的地址，后面表示索引。
//都要声明类型，索引也可以使用string，如assoc["小明"]
bit[63:0]   assoc[bit[63:0]];

//foreach遍历数组
foreach(assoc[i])
{$display("assoc[%h]=%h",i,assoc[i])}

//函数索引遍历
if(assoc.first[idx])begin
    do{
         $display("assoc[%h]=%h",i,assoc[i])
    }
    while(assoc.next(idx));
end

//操作：找到并删除第一个元素
assoc.first(idx);
assoc.delete(idx);

（7）队列

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q[$]={1,2,3,4};//初始化队列，中括号内加$

q.insert(1,j)={};//在第i个数据之后插入j
q.delete(i);//删除数据i，不是第i个；缺省i则删除所有数据

q.push_front(i);
q.push_back(i);//把数据i向前/向后压入

q.pop_front();
q.pop_back();//把最前/最后一个数据弹出

￥size(q);//查询队列q的长度

（8）面向对象
sv中借鉴C++的语法，tb基于类实现，是dut和验证平台的交互。
class->object 从类到某一对象，需要句柄（即地址）
一个类包含属性和方法，例如

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class Bus;
    bit [31:0] addr,crc,data[8];//属性
 
    function calc_crc;//方法
        crc=addr^data.xor;
    endfunction:calc_crc

    function:display;//方法
        $display("Bus trans:%h",addr);
    endfunction:display

endclass:Bus

（9）信箱
类似于FIFO
（10）旗语
对同一资源的访问控制，相当于仲裁机制

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semaphore sem;
sem=new(1);//声明钥匙数量
sem.get(1);//获取钥匙
sem.put(1);//释放要是

2.过程语句

（1）赋值语句
阻塞/非阻塞赋值；
自加/自减赋值；

（2）并行进程语句
fork…join:阻塞，等待全部进程执行完
fork…join_any：阻塞，等待最快的进程执行完
fork…join_none：不阻塞，与下一块同时执行

（3）条件选择语句
if/case
（4）循环语句
for/while/repeat/forever/do…while/foreach
（5）跳转语句
break;continue;return(表达式/0)

（6）事件控制
function：有返回值，不能使用#延迟，不可嵌套task
task：无返回值，可以使用#延迟，内部可以嵌套function

（7）随机产生机制

.内置系统函数

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a=$random();//返回32位有符号
a=$urandom();//32位无符号
a=$urandom_range(0,10);//32位无符号，范围0-10

.randcase/randsequence

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randcase
 1:x=1;
 2:x=5;
 3:x=10;
endcase
//带权重，表示出现的概率分别为1/6，2/6，3/6

.基于对象的随机生成

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class rand_num;
rand int size;
constraint c_size{
    size inside{[1:100];}
}
endclass:rand_num

rand_num randnum_inst;
randnum_inst=new();
randnum_inst.randomoze();

.标准随机函数

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std::randomize()

(8)断言
SVA，system verilog assertion，是描述设计期望行为的代码
例如：

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assert property@(posedge clk)
    $rose sys_reset |->
    (##[0:6]$rose ready);

断言基础可以参考
https://blog.csdn.net/qq_39556143/article/details/94590198

3.模块连接

TB和DUT的连接：interface类型

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//声明一个interface
interface bus_if(input bit clk);
    logic[1:0]  a;
endinterface
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//tb的输入参数是interface类型
module tb(bus_if busif);

//通过“.”连接符寻找变量
busif.a<=2'b01;
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//top集成dut与tb
module top;
    dut ins(.a(busif.a));
    bus_if busif(clk);
    tb test(busif);
endmodule