System Verilog OOP 学习笔记
1、OOP术语
a.类(class)：包含变量和子程序(函数或者任务)的基本构建块。
b.对象(object)：类的一个实例。
c.句柄(handle)：指向对象的指针。
d.属性(property):存储数据变量。
e.方法(method)：任务或者函数中操作变量的程序性代码。
f.原型(prototype):程序的头，包括程序名、返回类型和参数列表。程序体则包含了执行代码。
类是对象的一个模板，其内部定义了数据和方法。对象是类的一个例化和实现。
注：《SystemVerilog验证 测试平台编写指南》中使用 变量(variable)和程序(routine)，而没有使用OOP中的属性(property)和方法(method)。
2、用户使用对象的三个步骤：
a.定义类：
1 class packet; 2 ... 3 endclass:packet 4 5 class long_packet; 6 ... 7 endclass:long_packet
b.在module、class、function、task等地方声明对象：
1 packet my_packet; 2 packet packet_array[32]; 3 long_packet my_l_packet;
对象标识符(my_packet/packet_array/my_l_packet)是例化该对象的句柄(指向对象的指针)。当该对象被创建的时候，该句柄有效，默认情况下句柄将为空(null)。
c.通过构造函数new创建对象的例化
通过new这个构造函数给对象分配内存空间，并且把入口地址赋给对象的句柄：
1 my_packet=new(168);
2 my_l_packet=new();
例5.1 简单的Transaction类
1 class Transaction; 2 bit [31:0] addr,crc,data[8]; 3 4 function void display; 5 $display("Transaction:%h",addr); 6 endfunction:display 7 8 function void calc_crc; 9 crc=addr^data.xor; 10 endfunction:calc_crc 11 12 endclass:Transaction
3、在哪里定义类？
program、module、package中。或者在这些块之外的任何地方。
例5.2 Class in a package
1 //File abc.svh 2 package abc; 3 calss Transaction; 4 //Class body 5 endclass 6 endpackage
例5.3 Importing a package in program
1 program automatic test; 2 import abc::*; 3 Transaction tr; 4 5 //Test code 6 endprogram
sv中，激励对象不断的被创建并且用来驱动DUT，检查结果。最后这些对象所占用的内存可以被释放。以供新的对象使用。
例5.4 声明和使用一个句柄
1 Transaction tr;//声明一个句柄
2 Tr=new(); //为 Transaction对象分配空间
注：1、调用new函数例化一个对象，即在为该对象申请一个新的内存块来保存对象的变量。
2、new除了分配内存外，还初始化变量。default 二值为0，四值为X。
3、new函数不能有返回值，因为构造函数是返回一个指向类的对象的句柄，其类型就是本身。
例5.4 简单的用户定义的new()函数
1 class Transaction; 2 logic [31:0] addr,crc,data[8]; 3 4 function new; 5 addr = 3;//固定值 6 data= '{default:5};//crc未定义，默认值为X 7 endfunction 8 endclass
例5.5 一个带有参数的new函数
1 class Transaction; 2 logic [31:0] addr,crc,data[8]; 3 4 function new(logic [31:0] a=3,d=5); 5 addr = a; 6 data = '{default:5};//crc未定义，默认值为X 7 endfunction 8 endclass 9 10 initial begin 11 Transaction tr; 12 tr = new.(.a(10));//a=10,d uses default of 5 tr=new(10); 13 end
sv如何知道调用哪个new()函数，取决于赋值操作符左边的句柄类型。tr是 Transaction的句柄，索引会调用 Transaction的new函数。
例5.6 调用正确的new函数
1 class Transaction; 2 logic [31:0] addr,csm,data[8]; 3 endclass:Transaction 4 5 class Driver; 6 Transaction tr; 7 function new();//Driver's new function 8 tr = new();//Call the Transaction new function 9 endfunction 10 endclass:Driver
new()和new[]的区别
调用new()函数仅创建了一个对象，而new[]操作则建立一个含有多个元素的数组。
new()可以使用参数设置对象的值，而new[]只需使用一个数值来设置数组的大小。
通过声明一个句柄来创建一个对象
例5.7 为多个对象分配地址
1 Transaction t1,t2;//声明两个句柄 2 t1=new(); //为第一个 Transaction对象分配地址 3 t2=t1; //t1和t2都指向该对象 4 t1=new(); //为第2个 Transaction对象分配地址
注：最后t2指向第一次分配的对象，t1指向第二次分配的对象。
对象的解除分配(deallocation)
垃圾回收就是一种自动释放不在被引用的对象的过程，sv分辨对象不再被引用的办法就是记住指向它的句柄的数量。当最后一个句柄不再引用某个对象了，sv就释放该对象的空间。
例5.8 创建多个对象
1 Transaction t;//创建一个句柄 2 t=new(); //分配一个新的 Transaction 3 t=new(); //分配第二个，并且释放第一个t 4 t=null; //解除分配第二个
对对象使用“.”符号来引用变量和子程。
直接访问变量会限制以后对代码的修改，因此OOP规定只能通过对象的公有方法访问对象的变量。
例5.9 使用对象的变量和子程序
1 Transaction t; //声明一个 Transaction句柄 2 t=new(); //创建一个 Transaction对象 3 t.addr=32'h42; //设置变量的值 4 t.display(); //调用一个子程序
i++和++i区别：
i++:先引用后增加，先在i所在的表达式中使用i的当前值，后让i加1
++i:先增加后引用，先让i加1，然后在i所在的表达式中使用i的新值
静态属性与方法
1、每一个类的例化(也就是一个对象)都拥有它自身每个变量的复制，因此OOP规定只能通过对象的公有方法访问对象的变量。
2、 对象1：变量1，变量2...
对象2：变量1，变量2...
对象1 和 对象2 自身成员变量不和其他对象共享。
3、类的静态属性是存在类中的，而不是在每个类的对象中，在类中，使用静态static方式声明的属性可以被多个对象共享。
例5.10 含有一个静态变量的类
1 class Transaction; 2 static int count=0; //已创建的对象的数目 3 int id; //实例的唯一标志 4 function new(); 5 id=count++; //设置标志，count递增 6 endfunction 7 endclass 8 9 Transaction t1,t2; 10 initial begin 11 t1=new(); //第一个实例，id=0,count=1 12 t2=new(); //第二个实例，id=1,count=2 13 $display("Second id=%d,count=%d",t2.id,t2.count); 14 end
例5.11 类的作用域操作符 ::
1 class Transaction; 2 static int count=0; //创建的对象数 3 ... 4 endclass 5 6 initial begin 7 run_test(); 8 $display("%d transaction were creat",Transaction::count);//引用静态句柄 9 end
静态变量的初始化
静态变量通常在声明时初始化，不能简单的在类的构造函数中初始化静态变量，因为每一个新的对象都会调用构造函数。
类的方法——也就是类的作用域定义的内部task或者function
例5.13 类中的方法
1 class Transaction; 2 bit [31:0] addr,crc,data[8]; 3 function void display(); 4 $display("@%0t:TR addr=%h,crc=%h",$time,addr,crc); 5 $write("\tdata[0-7]="); 6 foreach(data[i]) $write(data[i]); 7 $display(); 8 endfunction 9 endclass 10 11 class PCI_Tran; 12 bit [31:0] addr,data; 13 function void display(); 14 $display("@%0t:PCI:addr=%h,data=%h",$time,addr,data); 15 endfunction 16 endclass 17 18 Transaction t; 19 PCI_Tran pc; 20 21 initial begin 22 t=new();//创建一个 Transaction对象 23 t.display();//调用 Transaction的方法 24 pc=new();//创建一个PCI事务 25 pc.display();//调用PCI事务的方法 26 end
块外方法声明
//在开始处添加关键字extern,将整个方法移至类定义后面，并在方法名前面加上类名和::作用域操作符。
1 class Transaction; 2 bit [31:0] addr,crc,data[8]; 3 extern function void display(); 4 endclass 5 6 function void Transaction::display(); 7 $display("@%0t:TR addr=%h,crc=%h",$time,addr,crc); 8 $write("\tdata[0-7]="); 9 foreach(data[i]) $write(data[i]); 10 $display(); 11 endfunction
