Systemverilog
数据类型

l 合并数组和非合并数组

1）合并数组：

存储方式是连续的，中间没有闲置空间。

例如，32bit的寄存器，可以看成是4个8bit的数据，或者也可以看成是1个32bit的数据。

表示方法：

数组大小和位，必须在变量名前指定，数组大小必须是【msb：lsb】

Bit[3:0] [7:0] bytes ；

2）二维数组和合并数组识别：

合并数组： bit [3:0] [7:0] arrys; 大小在变量名前面放得，且降序

二维数组： int arrays[0:7] [0:3] ; 大小在变量名后面放得，可降序可升序

位宽在变量名前面，用于识别合并和非合并数组，位宽在后面，用于识别数组中元素个数。

3）非合并数组

一般仿真器存放数组元素时使用32bit的字边界，byte、shortint、int都放在一个字中。

非合并数组：字的地位存放变量，高位不用。

表示方法：

Bit [7:0] bytes;

   4）合并数组和非合并数组的选择（1）当需要以字节或字为单位对存储单元操作。（2）当需要等待数组中变化的，则必须使用合并数组。例如测试平台需要通过存储器数据的变化来唤醒，需要用到@，@只能用于标量或者合并数组。Bit[3:0] [7:0] barray[3]  ; 表示合并数组，合并数组中有3个元素，每个元素时8bit，4个元素可以组成合并数组可以使用barry[0]作敏感信号。

l 动态数组

随机事物不确定大小。

使用方法：数组在开始是空的，同时使用new[]来分配空间，在new[n]指定元素的个数。

Int dyn[];

Dyn = new[5]; //分配5个元素空间

      Dyn.delete() ;     //释放空间

l 队列

在队列中增加或删除元素比较方便。

l 关联数组

当你需要建立一个超大容量的数组。关联数组，存放稀疏矩阵中的值。

表示方法：

采用在方括号中放置数据类型的形式声明：

Bit[63:0] assoc[bit[63:0]];

l 常量：

1）Verilog 推荐使用文本宏。

好处：全局作用范围，且可以用于位段或类型定义

缺点：当需要局部常量时，可能引起冲突。

2）Parameter

作用范围仅限于单个module

3）Systemverilog：

参数可以在多个模块里共同使用，可以用typedef 代替单调乏味的宏。

过程语句

l 可以在for循环中定义变量，作用范围仅在循环内部

for(int i=0;i<10;i++)

array =i;

l 任务、函数及void函数

1） 区别：

Verilog中task 和function最重要的区别是：task可以消耗时间而函数不能。函数中不能使用#100的延时或@的阻塞语句，也不能调用任务；

Systemverilog中函数可以调用任务，但只能在fork joinnone生成的线程中。

2）使用：

如果有一个不消耗时间的systemverilog任务，应该把它定义成void函数；这样它可以被任何函数或任务调用。

从最大灵活性角度考虑，所有用于调用的子程序都应该被定义成函数而非任务，以便被任何其它任务或函数调用。（因为定义成任务，函数调用任务很有限制）

l 类静态变量

作用：

1）类的静态变量，可以被这个类的对象实例所共享。

当你想使用全局变量的时候，应该先想到创建一个类的静态变量

静态变量在声明的时候初始化。

2）

类的每一个实例都需要从同一个对象获取信息。

l 静态方法

作用：

当静态变量很多的时候，操作它们的代码是一个很大的程序，可以用在类中创建一个静态方法读写静态变量，但是静态方法不能读写非静态变量。

l ref高级的参数类型

Ref 参数传递为引用而不是复制。Ref比 input 、output、inout更好用。

Function void print_checksum(const ref bit [31:0] a[ ]);

1) 也可以不用ref进行数组参数传递，这时数组会被复制到堆栈区，代价很高。

2) 用带ref 进行数组参数传递，仅仅是引用，不需要复制；向子程序传递数组时，应尽量使用ref以获得最佳性能，如果不希望子程序改变数组的值，可以使用const ref。

3) Ref参数，用ref 传递变量；可以在任务里修改变量而且，修改结果对调用它的函数可见，相对于指针的功能。

l Return语句

增加了return语句。Task任务由于发现了错误而需要提前返回，如果不这样，那么任务中剩下的语句就必须被放到一个else条件语句中。体会下

Task load_array(int len. Ref int array[ ]);

If(len<0) begin

$display(“Bad len”);

Returun;

//任务中其它代码

…

endtask

l 局部数据存储 automatic作用

Verilog中由于任务中局部变量会使静态存储区，当在多个地方调用同一个任务时，不同线程之间会窜用这些局部变量。

Systemverilog中，module和program块中，缺省使用静态存储；如果想使用自动存储，需加入automatic关键词。

测试平台

l Interface

背景 ：

一个信号可能连接几个设计层次，如果增加一个信号，必须在多个文件中定义和连接。接口可以解决这些问题。

好处：

如果希望在接口中增加一个信号，不需要改变其他模块，如TOP模块。

使用方法：

（1）接口中去掉信号的方向类型；

（2）DUT 和测试平台中，信号列表中采用接口名，例化一个名字

注意：

因为去掉了方向类型，接口中不需要考虑方向信号，简单的接口，可以看做

是一组双向信号的集合。这些信号使用logic[url=]类型[/url][d1] 。

双向信号为何可以使用logic呢？

这里的双向，只是概念上的双向，不想verilog中databus多驱动的双向。

双向信号如何做接口？

（1）仲裁器的简单接口

Interface arb_if( input bit clk);

 Logic [1:0] grant,request;Logic rst;

Endinterface

DUT 使用接口：

Module arb(arb_if arbif);

…

Always @(posedge arbif.clk or negedge arbif.rst)

…

endmodule

（2）DUT 不采用接口，测试平台中使用接口（推荐）

DUT 中源代码不需要修改，只需要再top中，将接口连接到端口上。

Module top；

   Bit clk；Always #2 clk =~clk；Arb_if arbif(clk);Arb_port al(.grant(arbif.grant),.request(arbif.grant),.rst(arbif.rst),.clk(arbif.clk));Test t1(arbif);

Endmodule

l Modport

背景：

端口的连接方式包含了方向信息，编译器依次来检查连续错误；接口使用无信号的连接方式。Modport将接口中信号分组并指定方向。

例子：

l 在总线设计中使用modport

并非接口中每个信号都必须连接。Data总线接口中就解决不了，个人觉得？

因为data是一个双驱动

l 时钟块

作用：

一旦定义了时钟块，测试平台就可以采用@arbif.cb等待时钟，而不需要描述确切的时钟信号和边沿，即使改变了时钟块中的时钟或边沿，也不需要修改测试代码

应用：

将测试平台中的信号，都放在clocking 中，并指定方向（以测试平台为参考的方向）。并且在modprot test（clocking cb，

最完整的接口：

Interface arb_if(input bit clk);

Logic[1:0] grant,request;

Logic rst;

Clocking cb @(posedge clk);

Output request;Input grant;

Endclocking

Modport test (clocking cb,

       Output rst);

Modport dut (input clk, request,rst,

       Output grant);

endinterface

变化：将request 和grant移动到时钟块中去了，test中没有使用了。

l 接口中的双向信号

Interface master_if(input bit clk); //在类中为了，不使用有符号数，常用bit[]定义变量

Wire [7:0] data;

Clocking cb@(posedge clk);

 Inout data;

Endclocking

Modport TEST（clocking cb）；

endinterface

program test（master_if mif）;

initial begin

mif.cb.data <= ‘z;

@mif.cb;

$display(mif.cb.data); //总线中读数据

@mif.cb;

Mif.cb.data <= 8’h5a; //驱动总线

@mif.cb;

Mif.cb.data <= ‘z; //释放总线

注：

（1）interface 列表中clk 采用的是input bit clk；为什么要用bit？

（2）时钟块 clocking cb 中，一般将testbench中需要的信号，方向指定在这里；

而在modprot 指定test信号方向的时候，采用clocking cb。

（3）interface中信号，不一定都用logic，也可采用wire（双驱动）；systemverilog

中如果采用C代码的风格（参数列表中方向和类型写一起），必须采用logic类型

（4）现在的风格，DUT 没才用clocking cb ，测试平台和DUT的时钟如何统一？

l 激励时序

DUT和测试平台之间时序必须密切配合。

l 测试平台和设计间的竞争状态

好的风格：

使用非阻塞赋值可以减少竞争。

systemverilog验证中initial 中都采用<= 赋值，而等待延迟采用@arbif.cb等待一个周期来实现。

而verilog中采用的风格时，initial 中采用 =阻塞赋值，沿时可以采用#2，等实现。

因此时钟发生器，只能放在module 中，而不能放在program中

l Program中不能使用always块

测试平台可以使用initial 但不能使用always，使用always 模块不能正常工作。

原因：测试平台的执行过程是进过初始化、驱动和响应等步骤后结束仿真。

如果确实需要一个always块，可以使用initial forever 来完成。比如：在产生时钟时。

类

l 类中static变量

背景：

如果一个变量需要被其他对象所共享，如果没有OPP，就需要创建全局变量，这样会污染全局名字空间，导致你想定义局部变量，但变量对每个人都是可见的。

1）作用：

类中static变量，将被这个类的所有实例（对象）所共享，使用范围仅限于这个类。

例：class transaction；

    Static int count=0；Int id；

Endclass

Trasaction tr1，tr2；

Id不是静态变量，所以每个trasaction对象都有自己的id；count 是静态变量，所有对象只有一个count变量。

如何用？

当你打算创建一个全局变量的时候，首先考虑创建一个类的静态变量。

2）static变量的引用

句柄或类名加::

4) static 变量的初始化

static变量通常在声明时初始化。不能在构造函数中初始化，因为每一个新的对象都会调用构造函数。

l 静态句柄：

背景：当类的每一个对象，都需要从同一个对象（另一个类）中获取信息的时候。如果定义成非静态句柄，则每个对象都会有一份copy，造成内存浪费。

l 静态方法

背景：

当使用更多静态变量的时候，操作他们的代码会很长。

作用：

可以在类中创建一个静态方法用于读写静态变量。

注：systemverilog不允许，静态方法读写非静态变量。

l 类之外的方法

背景：解决类太长的问题。类最好控制在一页内，如果方法很都很长。

l This

背景：如果在类很深的底层作用域，却想引用类一级的对象。在构造函数中最常见。

作用：this指向类一级变量

l 如何做类，类做多大？

上限：类不能太大

当类中存在多处相同的代码，你需要将这段代码做成当前类的一个成员函数或父类的成员函数。

下限：类不能太小

类太小，增加了层次。

方法：如果一个小类只被例化了一次，可以将它合并到父类中去。

l 动态对象

概念区分：方法中修改对象 和修改句柄

修改对象——将对象的变量重新赋值。

修改句柄——在任务中new（）对象。

1） 当你将对象传递给方法

背景：句柄，new（）后变成对象，在将其作为参数传递给方法。

实质和作用：

传递的是句柄。这个方法可以读取对象中的值；也以改变对象中的值

2） 修改标量变量的值

背景：在方法的参数中，前面加ref；（用ref传递，ref传递的是变量的地址）。

作用：

方法可以修改变量的值，并将修改的值，传递给主程序。

引申：

方法可以改变对象，即使没有使用ref 修饰句柄。

因为传递的是句柄，句柄是地址。不要将句柄和对象混为一谈，如果传递的是对象，对象是单向的，那方法以外也不能传递回来。可以这样理解吧。

读写对象中的值：

例：

Task transmit（Transcation t）;

 Cbbus.rx_data <= t.data;t.stats.startT  =  $time;     //在任务中，改变了对象

endtask

trancation t;

initilal beign

t = new();

t.addr = 42;

transmit(t);

end

既然传递的是句柄，那数据就没传过去，如何读取值？

答：主程序中new（）创建了一个对象，而句柄是指向对象的指针，传递的是句柄，transmit中也指向了对象，所以transmit中可以读写对象。

3） 在任务中修改句柄

背景：

在方法中，参数为句柄，前面加ref。

作用：

可以在方法中new（）对象，并将初始化放在方法中；在主程序中仅仅调用。

注意：正确的事物发生器，参数是带ref的句柄

Function void create（ref transaction tr）

Endfunction

方法的参数是句柄，句柄前有ref 和没ref的差别：

没ref，在方法中不能new（）该句柄的对象，因为没ref，句柄是不能传递到主程序的； 有ref，可以在方法中new（）该句柄的对象。

原因:没ref传递的是句柄，不能修改句柄，有ref，传递的是句柄的地址，可以修改句柄。

例子：

Function void create( Transcation tr)

tr = new(); 不正确

tr.addr = 42;

Endfunction

Transcation t;

Initial begin

Create(t);

$diasplay (t.addr);

End

l 程序中修改对象

背景：

应该在循环中，new（）多个对象，而不是先new（）对象再循环发送事物。

作用：

创建多个对象

正确产生器，创建多个对象：

Task generator (int n);

Transaction t;

Repeat(n) begin

t=new();

t.addr =$random();

transmit(t);

endtask

将new（）放在循环内，这样创建了许多对象。

l 对象的复制

目的：防止对象的方法修改原始对象的值。或在一个发生器中保留约束。

分两种情况，类中不包含其他类的句柄和包含

方法：

1） 使用new复制一个对象——简易复制（shallow copy）

Transaction src，dst；

Src = new（） //

dst = new src //复制

局限：

如果类中包含一个指向另外一个类的句柄，那么只有最高一级的对象被new复制，下层的对象都不会被复制。

会出现意想不到的错误。

当前类中变量和句柄被复制，这样两个对象，都有指向另外一个类的对象statistic(会带来意想不到的错误)，但是statistic没有被复制。如果其中一个transaction对象，修改了statistic对象值，会影响到另一个transaction看到static的值。

2） 简单的复制函数

如何实现：

Copy函数一般放在类内部，函数名为该类的一个句柄，copy函数中new（）对象。

局限：

类中不包含其他类。

3） 深层的复制函数 ——深层copy

目的：解决类中包含另外一个类，copy带来的问题。

实现：

在copy函数中，将调用另一个类的copy函数，赋值给该句柄;同时需要为statistic类和层次结构中每一个类增加一个copy()方法;copy函数的ID域也要保持一致,copy函数,copy本类,所以ID也要++.

Copy.stats = stats.copy();

Id =count++;

约束

l 约束块中，只能包含表达式，不能赋值。

1）dist权重分布

dist带有一个值的列表及相应的权重，中间用:= 或 :/分开。值或权重可以是常量或变量。权重的和不必是100.

:= 表示范围内，每一个值的权重是相同的；

:/ 表示范围内，权重要均匀分布

2）Inside

产生一个值的集合，在值的集合中取随机值时，机会相等。

3）在集合中使用数组

l 条件约束

Systemverilog支持两种关系操作 –>和if—else

—>可产生和case效果类似的语句块，可以用于枚举类型的表达式。

l 双向约束

l 控制多个约束块

作用：可以打开或关闭某个约束

可以使用内建的Handle.constraint.constraint_mode()打开或关闭。

l 内嵌约束

背景：很多测试只会在代码的一个地方随机化对象，但是约束越来越复杂时，

Systemverilog可以使用randomized with 来增加额外的约束，这和在类里增加的约束是等效的。

l Pre_randomize 和post_randomize函数

有时候需要再调用randomize（）之前或之后立即执行一些操作。

随机化前：设置类里的一些非随机变量（如上下限、权重），

随机化后：计算数据的误差矫正值。

l 约束的技巧

1） 约束中使用变量

2） 使用非随机值

如果一套约束在已产生了几乎所有想要的激励向量，但还缺少几种。

可以使用rand_mode把这些变量设置为非随机变量。

l 数组约束

Systemverilog可以用foreach对数组中的每一个元素进行约束。

线程及线程间的通信

l 测试平台使用许多并发执行的线程。测试平台隶属于程序块。

Systemverilog引入两种新的创建线程的方法—fork…join_none和fork…join_any

1） 使用fork…join_none来产生线程

在调度其内部语句时，父线程继续执行。

2） 使用fork…join_any实现线程同步

在调度块内语句，当第一个语句执行完，父线程才继续执行。

l 动态线程

Systemverilog中可以动态创建线程。

用法：

fork…join_none放在了任务中，而不是包含两个线程。

原因：

主程序中有连个线程：发送和检测线程。但是不能同时启动，发送事物后，才能检测，否则还未产生数据，就开始检测；但是检测又不能阻塞下一次发送事物的线程。所以fork…join_none 放在了检测task 任务（后作用的线程中）中，

例：测试平台产生随机事物并发送到DUT中，DUT把事物返回到测试平台。测试平台必须等到事物完成，但同时不希望停止随机事物的发送。

Program automatic test（bus_ifc.Tbbus）;

Task check_trans(Transaction tr);

Fork

 BeginWait(bus.cb.addr == tr.addr);End

Join_noe

Endtask

Initial begin

Repreat(10)  beginTr= new();Assert.(tr.randomize());//把事物发送到DUT中Transmit（tr）;//等待DUT的回复Check_trans(tr);End

100;

End

endprogram

l 并发线程中务必使用自动变量来保持数值。

l #0 延迟，使得当前线程必须等到fork…join_none语句中产生的线程执行完后，才得以运行。

l 停止线程

1) 停止单个线程

使用fork ..join_any 后加disable。

3） 停止多个线程

Disable fork 能停止从当前线程中衍生出来得所有子线程。

应该使用fork ..join 把目标代码包含起来，以限制Disable fork的作用范围。

l 事件

背景：

Verilog中当一个线程在一个事件上发生阻塞的同时，正好另一个线程触发了这个事件，则竞争就出现了。如果触发线程先于阻塞线程，则触发无效（触发是一个零宽度的脉冲）。

解决方法：

Systemverilog 引入了triggered（）函数，用于检测某个事件是否已被触发过，包括正在触发。线程可以等待这个结果，而不用在@操作符上阻塞。

例子：

Event e1，e2；

Initial begin

 ->e1;@e2;

End

Initial begin

 ->e2;@e1;

End

上面的代码，假设先执行第一个块，再执行第二个块。第一个块会阻塞在@e2（阻塞先执行），直到e2触发，再运行（触发后执行）；在执行第二个块时，会阻塞在@e1，但是e1已经触发（触发先执行，阻塞后执行，触发是个零宽度的脉冲，会错过第一个事件而锁住）

解决方法：用wait（e1.triggered（））来代替阻塞@el，如果先触发，也可以执行。

l 等待多个事件

最好的办法是:采用线程计数器来等待多个线程。

l 旗语

Get（）可以获取一个或多个钥匙，put（）可以返回一个或多个钥匙。Try_get()获取一个旗语而不被阻塞。

l 信箱

背景：如何在两个线程中传递信息？考虑发生器需要创建很多事物并传递给驱动器的情况。

问题：如果使用发生器的线程去调用驱动器的任务。这样，发生器需要知道驱动器的层次化路径（类的层次化），降低了代码的可重用性；还迫使发生器和驱动器同一速率运行，当一个发生器需控制多个驱动器时会发生同步问题。

解决办法：把驱动器和发生器当成各个处理事物的对象，之间通过信道交换数据。信道允许驱动器和发生器异步操作；引入问题：你可能倾向于仅仅使用一个共享的数据或队列，但这样，编写实现线程间的读写和阻塞代码会很困难。解决办法：可以使用systemverilog中的信箱。把信箱看出一个具有源端和收端的FIFO.

操作：

1）信箱的容量可以指定，new（size），size限制信箱中的条目，size为0，或没指定，则信箱是无限大。

2）Put（）放数据，get（）可以移出数据。Peek（）可以获取信箱中数据的copy而不移出。

3）信箱中可以放句柄，而不是对象。

漏洞：在循环外只创建一个对象，然后使用循环对对象随机化，信箱中是句柄，最终得到的是一个含有多个句柄的信箱，多个句柄都指向同一个对象。

解决办法：在循环中，创建多个对象。

l 异步线程间使用信箱

背景：

很多情况下，由信箱连接的两个线程应该步调一致，这样生产方 才不至于跑到消费方前。 好处：最好层的generator需要等待低层的数据发完后才能结束。测试平台能精确知道所有激励发出去的时间。

两种情况

两个线程同步，需要额外的握手信号。否则，出现生产方运行到结束，消费方还启动。

1) 信箱容量为1，两个线程同步

因阻塞，连个线程不需要握手信箱

3） 容量不为1，线程间同步

需要使用握手信号，以使producer不超前于consumer；如果consumer超前于prodecer会阻塞。

解决办法

1） 使用定容信箱和peek实现线程同步：（比较好）

消费方：consumer 使用信箱方法peek（）获取信箱里的数据的copy而不将其移出，当consumer处理完数据后，便使用get（）移出数据。

特点：信箱容量定义为1，不需要握手信号。

Calss consumer

  Repeat（n）beginMbx.peek(i);$display(“consumer:after get( )”,i);Mbx.get(i);End

endcalss

如果直接使用get（）替代peek（），那么事务会被立刻移出，这样可能会在consumer完成事务前，producer生成新的数据。

-

2)使用信箱和事件实现线程同步

 使用边沿敏感的阻塞语句@handshake 代替电平触发wait(handshake.triggered())。因为：线程中任务run（）使用循环，事件阻塞只能使用@handshake。

局限：如果遇到producer线程的阻塞和consumer线程的触发同时发生，则可能出现次序上的问题。

3）使用两个信箱实现线程同步

使用另一个信箱把consumer的完成信息发回给producer。

目的：在producer线程中，处理完事物后，用一个get（）来阻塞。

特点：信箱容量大于1.

Maibox mbx，rtn；

Class prodecer

For(int i=0; i<4;i++) begin

….

Mbx.put(i);

Rtn.get(i);

…

End

Endclass

Class consumer

Repeat(3) begin

….

Mbx.get(i);

Rtn.put(-i);

…

End

Endclass

说明：信箱的构造函数中Mbx =new();Rtn =new()，信箱容量为无穷大。如何实现同步？

虽然信箱容量为无穷大，producer线程发完一个数据后遇到get（）会阻塞，不能放入第二个数据；等到consumer得到第一个数据并且处理完后，通过另一个信箱返回一个数据，producer才继续放第二个数据。

因为get（）得到数据后，将信箱中数据取出。表象：信箱容量定义为无穷大，但是实际上也是producer放一个数据，consumer取一个数据；然后producer再放第二个数据，依次类推。

这样确保producer不会超前于consumer线程，而将数据都写入信箱。

4） 其他的同步技术

通过变量或旗语阻塞也可以实现握手。事件是最简单的结构，其次是通过变量阻塞。旗语相当于第2个信箱，但是没有交换信息。Systemverilog中的信箱比其他技术要差，原因是无法在producer放入第一个事务时，让它阻塞。Producer一直比consumer提前一个事务的时间。

l Wait(handshake.triggered())和@handshake 使用范围

1） Wait(handshake.triggered())，用于等待一个事件；

2） 循环中等待事件，只能用@handshake

3） 两个线程的同步，一般任务run（）使用循环，所以只能使用@handshake。

注意事项：

1） 在循环中，等待事件不能用Wait(handshake.triggered())，因为如果事件触发一次，wait（）语句一直为真，进入不断的循环。下一次循环中，不会阻塞。

2） @handshake 如果触发事件，先于等待事件。会等不到事件，因为（事件触发，是一个零宽度的脉冲）

OPP的高级编程技巧

l 继承

背景：

为总线事务增加一个错误功能并带可变延时的复杂类。方法如下：

1） 使用合成，即在类中例化另一个类型的类。有时候很难将功能分成独立的部分。如果使用合成，则需要为正确和错误事务分别创建不同的类，正确类的测试平台需要重写以处理错误类的对象。

2）使用扩展类

作用：

当需要增加事务，而对现有的测试代码修改越少越好，。例如增加错误注入功能。

扩展类和类合成区别：

扩展类解决，增加新事务，使用类合成中，大量修改代码的麻烦。

如何使用：

扩展类共享基类的变量和子程序。

1）基本类中的方法，需标记为virtual，这样扩展类中才可以重新定义。扩展类中函数，和基类中函数名一样时，通过supper.函数名，调用基类中函数。Systemverilog中不允许supper.supper.new方式经行多层调用。

2)如果基类构造函数new（）有参数，那么扩展类，必须有一个构造函数，并在构造函数的第一行调用基类的构造函数。

 Class baselFunction new（input  int var）；this.var = var;endfunctionendclass

class extended extends basel

function new(input int var);super.new(var);endfunction

endclass

3)OPP规则指出：基类的句柄，也可以指向扩展类的对象。（好好体会）

l 蓝图模式

1）背景：一个简单的发生器，通过信箱将数据传递给驱动器。

class generator

mailbox gen2drv;

transaction tr;

function new(input mailbox gen2drv)

this.gen2drv = gen2drv;

endfunction

task run;

forever begin

   tr = new();assert(tr.randmize);gen2drv.put(tr);   //mail.put(x)

end

endtask

endclass        

存在问题：这个例子在循环内部创建事务对象,而不是在循环外部，避免了测试平台常见的错误。New（）放在循环外部，错误原因是，mailbox中放入的是句柄，而不能是对象，所有的句柄都指向同一个对象。（1）任务Run创建了一个事物并立即随机化，意味着事务使用了默认的所有约束。要修改，必须要修改transaction类。(2)无法使用扩展

解决办法：将tr的创建和初始化分开，使用蓝图模式。

另一个问题：如果简单的把创建和初始化分开，而放在循环外部，而避免测试平台错误（P200），如何解决？蓝图模式如何解决

2）蓝图模式概念：

首先构建一个对象蓝图（金属模），然后修改它的约束，甚至可以用扩展对象替换它，随机化这个蓝图时，就得到想赋予的随机值；然后复制这个对象，将copy发给下游。

蓝图：是一个钩子，允许你改变发生器类的行为而无需修改其类代码。蓝图对象在一个地方构建（new（）），在另一个地方（任务run）使用

3）P200与P221相对比分析：重要

蓝图模式，也就比new（）在循环外地generator多了一个copy函数。问题（1）蓝图模式，new（）在循环外，也只有一个对象，而mailbox中放入的只能是句柄，如何解决常见的平台错误？

因为copy，是对象的复制，而不是句柄的复制。这样蓝图模式只有一个句柄，但是随机化后，copy，相当于再循环中创建了许多对象。而测试平台常见错误的本质是，只创建了一个对象。这样就避免了问题。

（2）蓝图模式下，因为只有一个ID号，那么任务run循环中，下发了许多数据，这些只有一个ID号了？

因为copy是对象的复制，所以在copy中ID号也会增加。下发的每个数据，都有各自的ID号。

l 使用扩展的transaction

为了注入错误，需要将蓝图对象transaction变成Badtransaction（改变蓝图）。必须在环境的创建和运行阶段之间完成这个操作。注意：所有的badTr引用都在这一个文件中，这样就不需要改变environment类或generator类。

Env.build();

Begin

Badtr bad = new();

Env.gen.blueprint = bad;

End

Env.run

目的是：将一个对象取代另一个对象。New（）后都是对象了，将对象赋值给对象，这是什么写法？不是复制呀？复制本质是将一个句柄指向一个对象。

解释：上述是句柄的复制，将扩展类句柄bad赋值给基类句柄blueprint，这样基类句柄指向扩展类对象，后面的代码调用的时候，就直接指向扩展类bad了，改变了蓝图。

l Env.new（）和nev.build（）区别

Env.new（）仅仅new（）函数

nev.build（）是将各个模块new（），并传达一些参数，通过这些参数将环境的各个模块，连接起来。P213

l $cast 作类型向下转换

背景：基类句柄可以指向扩展类对象，不需要额外的代码； 扩展类句柄指向基类对象，一般情况下会出错，但有时候是可以的，前提是基类句柄指向了它的一个扩展类对象。

作用：扩展类句柄指向基类对象时，使用$cast（）函数。在非法的情况下，不会编译报错，会返回了一个0.

$cast做任务使用时，systemverilog会在运行时，检查源对象类型和目的对象类型不匹配，会报错；

$cast 做函数使用时，运行时，仍做类型检查，在不匹配时，不会报错，$函数返回0.

前面所述：基类句柄可以指向任何它的扩展类的对象、

1） 基类句柄指向扩展类对象——出现情况：修改蓝图，不改过多代码，增加功能

Transaction tr； //基类句柄

BadTr bad； //扩展类句柄

Bad = new（）；

Tr = bad； // 基类句柄指向扩展类对象

tr.display; //掉用的是扩展类的方法

2） 扩展类句柄指向基类对象——出现情况:基类virtual 方法copy函数，它的继承类中copy函数

将基类句柄赋值给扩展类句柄，使扩展类句柄指向基类对象，一般编译器会出错，不能运行，所以非常小心；只有基类句柄指向扩展类对象时，再将扩展类句柄指向基类对象时，不出错。为了检测基类句柄是否指向了扩展对象，并且不让编译器报错，可以使用$cast()函数检测。

当把扩展类句柄指向基类对象时，发生什么？

Tr= new（）；

Bad = tr； //扩展类句柄指向基类句柄

上述会发生错误，编译不会被通过。因为有些属性在基类中不存在；但是扩展类句柄指向基类句柄不总是非法的（见下面代码，是可以的），当基类句柄指向一个扩展类对象时是允许的。

   Transcation tr;BadTr bad,bad2;         Bad= new（）；Tr = bad;          //基类句柄指向扩展类对象$cast(bad2,tr);      //扩展类句柄指向基类对象

if(!$cast(bad2,tr);

 $display(“cannot assign tr to bad2”);

$display(bad2.bad_crc);

l 句柄类型和对象类型差异（书中翻译的不准，type of handdle 和 object）

个人理解：

Transaction tr； 句柄tr类型是transaction

句柄类型：关键字

对象类型：类中成员的类型差异

l 虚方法和多态

多态：多个程序使用一个共同的名字的现象。

多态解决问题：计算机建构面临的一个问题。让物理内存很小的情况下，让处理器能够对很大的地址空间寻址。针对这个问题引入了虚拟内存。

虚拟方法继承劣势：

基类使用了虚拟方法，扩展类也必须使用相同的“签名”，扩展类中虚拟子程序不能增加或删除参数，这意味着必须提前做好规划。

l 对象复制

1） 因为是virtual 函数，扩展类中copy方法也必须是transaction型的，

但是要copy的是badtr类型的，所以要new一个bad

带有copy 的事物基类。

Class transaction ;

Rand bit[31:0] src,dst,data[8];

Bit[31:0] crc;

Virtual function transaction copy ();

Copy   = new();Copy.src = s rc;Copy.dst = dst;Copy.data = data;Copy.crc  = crc;

Endfunction

Endclass

带有copy的扩展类

Calss badtr extends transaction

Rand bit bad_crc;

Virtual function badtr copy(); //错误

Virtual function transaction copy();

Badtr bad;

Bad = new();

Bad.src = src;

bad.dst = dst;

bad.data = data;

bad.crc = crc;

Bad.bad_crc = bad_crc;

Return bad;

Rendfunction

endclass

2）优化途径一，创建一个独立的函数copy_data,这样每个类只负责copy其局部变量，即扩展类中的copy函数用super.copy_data(tr),代替了基类中变量的复制。代码的重用性提高。P8.22

$cast(bad,tr); //扩展类句柄指向基类句柄

使用的情况： 因为virtual 函数，在继承中，虚拟函数必须和基类中名称和参数也一致。这样扩展类中copy_data函数参数仍然是transaction类型的tr，这样出现了参数是基类句柄，但是copy_data函数内要作的确实扩展类的成员，就要将基类句柄参数赋值给扩展类句柄，

要将扩展类badtr类型的数据返回，所以必须用$cast(bad,tr)。

2) 优化途径二，最好的。前面的copy子程序都会创建一个新对象，改进的一种方法就是指定复制对象的存放地址。

 Virtual function  transaction copy（transaction to =null）；if(to == null)copy = new();elsecopy = to;copy_data(copy);endfunction

l 抽象类和纯虚方法

背景：验证的目标之一是创建多个项目共享的代码。

目的：systemverilog 有两种方法创建共享的基类：抽象类和纯虚方法

Virtual class （抽象类）:可以被扩展但是不能被直接例化。

Pure virtual function（纯虚方法）：没有实体的方法原型，相当于一个声明。

1) 由抽象类扩展而来的类，只有在所以的虚拟方法都有实体的时候才能被例化，

2) 纯虚方法只能在抽象类中定义。

3）抽象类中，纯虚方法是没实体的，非纯虚方法最好也不写实体。

l 回调

背景：测试平台目的：创建一个不做任何修改就能在所有测试中使用的验证环境。要做到这点的关键是测试平台使用钩子，（什么是钩子？）钩子作用，在不修改原始类的情况下注入新的代码。采用virtual 方法，也可以在扩展类中覆盖基类方法，但是需要重复原方法的所有代码，并且它的修改将传播到它的所有扩展类中。

作用：回调就是一个钩子，在不修改原始类的情况下注入新的代码。

实现：回调任务在顶层中创建，在最低级即驱动器中调用。这样驱动器不需要知道测试的任何信息，它只需要使用一个可以在测试中扩展的通用类。

1） 使用回调注入干扰

回调的一个常见用法就是注入干扰，例如引入一个错误或者延迟。下面测试平台使用回调对象，随机地丢弃数据包。

扩展类是如何作用的？在扩展的回调类中注入错误，如何在驱动器中作用的？

关键是数据队列的作用，驱动器中使用了，回调基类的数据队列

回调基类是抽象类，在扩展的回调类中加入错误注入，而drive驱动类中，是回调基类的数据队列，在环境中将扩展类句柄让入驱动器类，回调基类的数据队列中。

  begin // Create error injection callback

Driver_cbs_drop dcd = new();

env.drv.cbs.push_back(dcd); // Put into driver

end

与前面扩展类作用的差异？

前面代码，要使扩展类中增加代码，需要使基类句柄指向扩展类句柄。

l 驱动器类：

下面的代码如何解释

2）回调也可以想scoreboard 发送数据或收集功能覆盖率。

 优点：你可能想过将scoreboard和功能覆盖数据组置于一个事物处理器中，通过邮箱连接到测试平台中，这是一种笨拙的方法，原因如下：测试平台组件几乎都是被动和异步的，组件只有在测试平台给他数据的时候才被唤醒，而且不会主动地向下游事物处理器传递信息。麻烦：1）这样一个需要同时监视多个邮箱的事物处理器复杂了；2）你可能在多个地方采集数据，但是事物处理器设计用来处理单个数据源回调。