Systemverilog的一个牛人总结

10#数据类型

1. 合并数组和非合并数组

• 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；

• 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。

• 非合并数组
  一般仿真器存放数组元1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;

• 合并数组和非合并数组的选择

  • 当需要以字节或字为单位对存储单元操作。
  • 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。

2. 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

3. 队列
   在队列中增加或删除元素比较方便。

4. 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]];

5. 常量

• 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。
• Parameter
  作用范围仅限于单个module
• 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

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1. 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] =i;

2. 任务、函数及void函数

• 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。
• 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）

3. 类静态变量
   

• 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。
• 类的每一个实例都需要从同一个对象获取信息。

4.   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。

5.  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[ ]);

•   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。
  

•   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`。
  

•   `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。
  

6. 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

7.  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

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1. 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：

  • 接口中去掉信号的方向类型；
  • 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类型[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？

• 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

• 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

2. 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：

•  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

3.  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。

4. 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：

• interface 列表中clk 采用的是input bit clk；为什么要用bit？
• 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。
• 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
• 现在的风格，DUT 没才用clocking cb，测试平台和DUT的时钟如何统一？

5.  激励时序
   

DUT和测试平台之间时序必须密切配合。

6.   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

7.  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

1.  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。

• 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。

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。

• static变量的引用
  句柄或类名加::

•  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。

2.  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。

3. 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。

4.  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。

5.   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

6.  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。

7. 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。

• 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

• 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：

   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。

• 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。

       function void create( transcation tr)
           tr = new();    //不正确
           tr.addr = 42;
      endfunction

      transcation t;
            initial begin
            create(t);
            $diasplay (t.addr);
End

8.  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。

9.   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：

• 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。

• 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。
• 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

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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
     Begin
      Wait(bus.cb.addr == tr.addr);
     End
Join_noe
Endtask
 
Initial begin
    Repreat(10)  begin
        Tr= 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）begin
Mbx.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

---

1.    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：
* 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。
* 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。
* 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。
* 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 basel
                 function new（input  int var）；
                    this.var = var;
                 endfunction
     endclass
class  extended   extends basel
                  function new(input int var);
                    super.new(var);
                  endfunction
endclass

            * 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）**即将子类的对象赋值给父类**

2.     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();
   else
   copy = 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