SystemVerilog - DataTypes

本章介绍SystemVerilog引入的新数据类型。绝大部分是可综合的，并会使代码更简洁易懂。

整数和实数类型(Integer and Real Types）

SystemVerilog引入了几种新的数据类型。大部分和C编程类似。主要考虑的是，如果两种语言有相同的数据类型，那么C语言建模的算法，可以更简便地转化到SystemVerilog。

Verilog的变量类型是4态的：每一位代表0，1，X或者Z。SystemVerilog引入2态类型，每一位代表0或者1。在不需要X和Z态时，你可以使用这些新类型，比如在Test Bench和For循环中用到的变量。使用2态变量可以提高仿真器效率。使用恰当，不会影响综合结果。

2态整数类型

类型	描述	举例
bit	用户定位宽度	bit [3:0] a_nibble;
byte	8位宽，有符号	byte a,b;
shortint	16位宽，有符号	shortint c,d;
int	32位宽，有符号	int i,j;
longint	64位宽，有符号	longint lword;

4态整数类型

类型	描述	举例
reg	用户定位宽度	reg [7:0] a_byte;
logic	和reg相同	logic [7:0] a_byte;
integer	32位宽，有符号	integer i,j,k;

logic 比reg更推荐，因为它可以用来替换reg或者wire。（除了inout类型，必需用wire)

非整数类型

类型	描述	举例
time	64位宽	time now;
shortreal	类似C语言float	shortreal f;
real	类似C语言double	real g;
realtime	和real相同	realtime now;

数组(Arrays）

在Verilog-1995中，你可以定义标量和向量的线网或者变量。你也可以定义memory数组，包含变量类型的一维数组。到了Verilog-2001，允许定义多维包含线网或者变量的数组，并且取消了一些数组使用的限制。
SystemVerilog在此基础上又进了一步，优化了数组并允许更多的操作。
在SystemVerilog，数组可以包含紧凑维度(packed）或者非紧凑维度(unpacked)。看下面这个例子:

reg [3:0] [7:0] register [0:9];

紧凑维度是[3:0]和[7:0]，非紧凑维度是[0:9].
紧凑维度：

• 确保在内存中连续存放
• 可以被复制到任意其他紧凑对象
• 可以被切片(部分选中)
• 限定于位类型（bit, logic, int等），部分固定位宽类型（int等）

相反，非紧凑维度由仿真器在内存中任意安放。你可以可靠地复制到同类型的其他数组。对于有不同数据类型的数组，你必须使用类型转换，根据规则转化非紧凑型到紧凑型。非紧凑型数组可以包含任意数据类型，比如说real。
SystemVerilog允许一系列针对纯完全非紧凑型数组的操作。对于数组或者切出来的数组，必须具备相同的数据类型和形状。紧凑维度可能不一样，只要数组或者切片元素具备相同的位宽。
允许的操作包括：

• 读写数组
• 读写切片数据
• 读写数组元素
• 数组，切片，元素的关系

SystemVerilog还包括动态数组（元素数目可能会在仿真过程中改变）以及联合数组（具备非连续范围）。
为了支持上述数组类型，SystemVerilog包含一系列的数组查询函数和方法。比如说，你可以用$dimensions来确认数组的维数。

类型定义(Typedef)

SystemVerilog的数据类型体系允许自定义数据类型。为了使代码简洁，引入了类型定义(typedef)机制。类型定义允许用户为他们常用的类型创建类型名。类型定义在运用到涉及复杂数组部分非常方便。

typedef reg [7:0] octet;
octet b;

等效于

reg  [7:0] b;

typedef octet [7:0]
quadOctet;
quadOctet qBytes [1:10];

等效于

reg [3:0] [7:0] qBytes [1:10];

枚举类型(Enum)

SystemVerilog也引入了枚举类型，比如下面

enum{circle, ellipse, freeform} c;

枚举类型允许你定义一种值和名字对应的数据类型。这种类型在表示状态机，操作码等非数字的数据类型时非常有用。
类型定义经常与枚举类型一起使用，比如：

typedef enum {circle, ellipse, freeform} ClosedCurve;
ClosedCurve c;

枚举类型中的名字类似常数。默认类型是int。你可以在相同类型之间复制，比较等。枚举类型是强定义类型，不能给一个枚举变量直接复制数字，除非用类型转换。

c = 2; // ERROR
c = ClosedCurve' (2); // Casting - ok

然而，当你在表达式中使用枚举类型，实际上这些值和整形是等价的。比如说，你可以用枚举类型和一个整形比较，也可以在一个整形的表达式中使用枚举类型。

结构体和联合体(Struct and Union)

最后，SystemVerilog还引入了结构体(Struct)和联合体(Union)数据类型，和C语言类似：

struct {
	int x, y;
} p;

结构体的成员可以用名字索引：

p.x = 1;

结构体赋值可以用花括号：

p = `{1, 2};

常用的方式是用类型定义声明一种新的类型，然后再用新类型声明变量。结构体也可以是紧凑的。

typedef struct packed {
	int x, y;
} Point;
Point p;

联合体在硬件资源方面用的较多。

来源：CSDN

作者：ZHPM

链接：https://blog.csdn.net/PL_ZA/article/details/104341774