systemverilog 的  OOP

来源：互联网发布：客户生日提醒软件编辑：程序博客网时间：2024/06/05 23:00

基类：

基类基本类中的方法，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，定义时i前面也要加virtual，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.

当然也要记住，SV不支持多继承。。

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，并在其构造函数的第一行调用基类的构造函数。

下面这段代码没啥实际功能，只是为了清楚说明面向对象的基本用法。

class Base; //基类

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

bit[31:0] crc;

virtual function void calc_crc; //虚函数

crc=src^dst^data;

endfunction

virtual function void display; //虚函数

$display("Src=%h,Dst=%h,Crc=%h",src,dst,crc);

endfunction

function new（input bit[31:0]crc）；//带参构造

this.crc = crc;

endfunction

endclass

////////////////////////////////////////////

class Ext extends Base; //扩展类

rand bit bad_crc;

constraint c{ //看到没?扩展类可以增加约束。这个蛮有用。

dstinside{[src-100:src+100]};

}

virtual function voidcalc_crc;

super.calc_crc();

if( bad_crc)

crc=~crc;

//注意这里crc没有用到分层标志，扩展类可以直接访问基类（crc）和其本身( bad_crc) 的所有变量。因为SV默认是public继承以保证测试平台具有很高的权限进行对象操作。

endfunction

virtual function void display;

$display("Bad_crc=%b",bad_crc);

super.display();

endfunction

functionnew(input bit[31:0] crc);

super.new(crc); //必须是构造函数的第一行

//其他行为

endfunction

endclass

怎么调用:

OPP规则指出：基类的句柄，也可以指向扩展类的对象。也就是说，

如果定义一个基类 Base Btr;

再定义一个扩展类 Ext Etr;

那么就能执行如下语句:

Etr=new(); //初始化一个Etr对象。

Btr=Etr; //将刚生成并初始化的扩展类对象赋值给基类对象、反过来就不可以了。关于这点C++ 类和面向对象那篇文章的最后也提到。

不过用 $cast( Etr , Btr);可以进行强制向下转换，这个后面会用到。

program automatictest1;

Base Btr;

Ext Etr;

initial begin

Btr=new();

Btr.calc_crc(); //调用Btr::calc_crc();

Etr=new();

Etr.calc_crc(); //调用Etr::calc_crc();

Btr=Etr;

Btr.calc_crc(); //在这里其实用的是扩展类中定义的Etr::calc_crc();函数，因为实际上这里的对象是扩展类对象。这就是多态。如果不用virtual, 这里看到定义的对象时Base类就用Base类中定义的calc_crc()函数了。这显然不是我们想要的。

蓝图模式：

那这里就说一下，为啥用蓝图

首先构建一个对象蓝图（一般是基类对象），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

class Generator;

mailbox gen2drv;

Base Blueprint; //蓝图（以基类定义）

//初始化一个Generator类的对象，就要初始化两个参数，一个是mailbox 对象，另一个是蓝图对象。

function new(input mailbox gen2drv);

this.gen2drv=gen2drv;

Blueprint=new();

endfunction

task run;

Base Btr; // 创建局部变量指向Base的对象

forever begin

assert(Blueprint.randomize()); //使用蓝图

Btr= Blueprint.copy(); //对象值复制，具体怎么copy下面再讲。

//上面这两句合起来算是对Btr进行了初始化。用蓝图的好处就是可以用扩展的功能来随机化蓝图对象然后赋值给Btr

gen2drv.put(Btr);

Btr.calc_crc();

end

endtask

endclass

program automatic test;

Generator gen;

initial begin

gen=new(); //初始化两个参数，一个是 mailbox对象，另一个是蓝图对象。

Ext Etr=new(); //新建初始化一个扩展类。

gen.Blueprint = Etr; //基类的句柄，也可以指向扩展类的对象。以Ert对象取代以基类定义的蓝图，这样，对于Generator类中的那句 Btr= Blueprint.copy();就相当于用派生类给基类初始化，这是完全可以的。

gen.run();//调用类的任务，其中task中定义的那句 Btr.calc_crc();在这里其实用的是扩展类中定义的calc_crc()函数，因为实际上这里的对象是扩展类对象。这就是多态。如果不用virtual, 这里看到定义的对象时Base类就用Base类中定义的calc_crc()函数了。这显然不是我们想要的。

end

endprogram

刚刚上面用到了一个copy 函数， Btr= Blueprint.copy();

这个函数应该在Base基类里的虚函数。Ext扩展类可以继承的。

那我们把上面的基类和扩展类里面分别添加一个copy虚函数。

class Base; //基类

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

bit[31:0]crc;

virtual function Base copy();

copy=new();

copy.src=src; //复制数据域

copy.dst=dst;

copy.data=data;

copy.crc=crc;

endfunction

........

endclass

////////////////////////////////////////////

classExt extends Base; //扩展类

rand bitbad_crc;

virtual function Base copy();

Ext Etr; //临时变量，用于存值。

Etr=new();

Etr.src=src; //复制数据域

Etr.dst=dst;

Etr.data=data;

Etr.crc=crc;

Etr.bad_crc= bad_crc;

return Etr; //扩展类要返回一个Base类指向的对象，这样才能用于 Btr= Blueprint.copy();

endfunction

endclass

/////////////////////////////

优化：在扩展类中再一次定义

Etr.src=src;

Etr.dst=dst;

Etr.data=data;

Etr.crc=crc;

感觉有点多余吧。就跟构造函数一样，属于基类的部分直接调用基类函数就行了。我们把上面的copy函数拆分成两个，重新定义如下：

class Base; //基类

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

bit[31:0]crc;

virtual function voidcopy_data(input Base Tr)

Tr=new();

Tr.src=src; //复制数据域，这边跟教材有出入，我认为教材错了。

Tr.dst=dst;

Trdata=data;

Tr.crc=crc;

endfunction

virtual function Basecopy();

copy =new();

copy_data(copy);

endfunction

........

endclass

classExt extends Base; //扩展类

rand bitbad_crc;

virtual function void copy_data(inputBase Tr)

//这里用Tr, 表明多态，既可以是基类，也可以是扩展类。这边跟教材有出入，我认为教材错了。

super.copy_data(Tr); //其实这句话拷贝了扩展类对象中的基类部分。

Tr.bad_crc=bad_crc; //派生类数据的复制。

endfunction

virtual function Basecopy();

Ext Etr;

Etr=new();

copy_data(Etr);

return Etr;

endfunction

endclass

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

纯虚方法和抽象类

virtual class BaseTr; //前面加virtual，抽象类。抽象类可以被扩展，但不能被例化

static intcount;

int id;

function new();

id=count++;

endfunction

purevirtual function BaseTr copy(input BaseTrto);

//纯虚函数，仅仅是原型声明,没有定义功能，甚至连空函数也不是，所以不能直接例化基类。

//纯虚方法只能在抽象类中定义。

virtual function voiddisplay; //抽象类中也可以定义不是纯虚的函数。

$display("id=%d",id);

endfunction

endclass

扩展类

class Base extends BaseTr;

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

bit[31:0]crc;

externvirtual function BaseTrcopy(input BaseTr to);

.........

............. //在这里定义。

endfunction

//在扩展类中定义纯虚函数的具体功能。

virtual function void display;

super.display(); //显示id

$display("Src=%h,Dst=%h,Crc=%h",src,dst,crc);

endfunction

endclass

当一个扩展类的将基类中声明的所有纯虚函数实现定义以后，才能在测试平台中使用它。。

知道了抽象类，我们就说一种很有用的方法：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。回调基类是一个抽象类，使用前必须先进行扩展。

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。

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。

virtual class Driver_callback; //抽象类

virtual taskpre_tx( ref Base, ref bit drop);

//默认情况下不做动作。但注意不是纯虚方法。因为下面的程序中需要默认例化这个基类。

endtask

endclass

class Driver;

Driver_callback Cb[$]; //定义一个队列，不断地处理回调对象。

task run();

bit drop=0; //默认是0

.................

forever begin

foreach(Cb[i]) //由于队列先进先出，后进后出，所以最新（后）注入的错误是最后出来的，给drop赋值

Cb[i].pre_tx(tr,drop); //默认的回调对象啥事都不做

if(!drop) continue;

//若drop=0, 跳出当前循环,不执行 transimit(tr),继续下一个forever;若为1，发送 transimit

transimit(tr);

end

endtask

endclass

class Driver_callback_drop extends Driver_callback;

virtual task pre_tx( refBase, ref bit drop);

drop=($urandom(0,99)==0); //正常情况下drop为0

endtask

endclass

program automaitc test;

......

....

initial begin

Driver drv=new();

begin

Driver_callback_drop dcd=new();

drv.Cb.push_back(dcd); //将扩展过带有错误注入的回调对象放入队列的头。

end

endprogram

回调函数中的重要点就在先定义一个基类方法 virtual task，啥都不干（但不是纯虚，可以例化）。在测试的时候可以扩展定义然后使用。

只有在测试中碰到回调对象时才“开火”

0 0

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