static 和 automatic 修饰(systemverilog)
全局变量和局部变量
在讨论静态变量和动态变量之前,我们先说全局变量和局部变量的概念。
- 局部变量的生命周期同其所在域,例如function/task中的变量,在方法调用结束后,这些变量的也将消失,所以它们是动态生命周期;
- 全局变量是从仿真开始到结束一直存在的,例如module中的变量默认情况下全部为全局变量,这也可以理解为module中的变量是硬件电路中实际存在的信号和连接,所以它们是静态生命周期;
静态变量和动态变量
变量可以分为动态(automatic)和静态(static),静态变量的特点:
- 该变量将被这个类的所有实例所共享,并且使用范围仅限这个类。
- 静态变量在声明时就应该对其初始化,它只初始化一次,也就是在仿真0时刻就存在。
- 可以认为声明在类中的静态成员变量,它是保存在类中,而不是在对象中,它会一直存在的,不会因为对象被销毁而消失。
- 静态变量可以在类没有被实例化的时候调用,通过 class::static_variable 的方式获取静态变量。
动态变量的特点:
- 动态变量是类在实例化时,即调用构造函数new( )才会初始化。
- 它的声明周期随着对象而存在,当对象被销毁时,这个变量就也就消失了。
- 必须要在类被实例化之后才可以调用。
如下,使用静态变量count来计数所创建的实例数目:
class Transaction;static int count = 0;int id;function new();id = count++;endfunction
endclassTransaction t1,t2;
initial begint1 = new(); // t1 中:count = 1,id =0t2 = new(); // t2 中:count = 2,id =1$display("t2中count=%0d和id=%0d",t2.count,t2.id);$display("Transaction中count=%0d",Transaction::count);
end//Transaction类中:count = 2
解释代码:
- 每例化一次transaction,count就自加1
- 第一次在例化时,cout值为0,所以对象 t1 中的 id = 0;
- 类的构造函数调用完后,使得count自加1,count = 1;
- 第二次在例化时,cout值为1,所以对象 t2 中的 id = 1;
- 可以通过Transaction::count的方式,访问类中的静态变量,此时类中的count = 2;
静态方法和动态方法
static 和 automatic 除了可以修饰类中的成员变量,还可以修饰 function 和 task,被static修饰的方法称为静态方法。
静态方法的特点:
- 如果方法被static修饰,那么其内部所有的声明的变量都是 static 的;
- 静态方法可以在类没有被实例化时被调用,通过 :: 操作符获取,具有全局的静态生命周期;
- 如果方法被声明为static,那么在仿真开始时即会被创建,且可以被多个进程和方法共享;
动态方法的特点:
- 如果方法被修饰为 automatic,那么其内部所有的声明的变量默认都是 automatic的;
- 如果被修饰为 automatic,那么在进入该方法后,automatic变量会被创建,而离开该进程/方法后就被销毁;
静态方法和动态方法的区别,如下:
module static_test;function automatic int cnt1(input a); // 函数内所有的变量均为automatic int cnt = 0; //这个变量在每次调用时都会初始化cnt += a ;return cnt;endfunctionfunction static int cnt2(input a); // 函数内所有的变量均为staticstatic int cnt = 0; //这个static 变量 cnt只会初始化一次cnt += a ;return cnt;endfunctionfunction int cnt3(input a); // module中的方法默认为staticint cnt = 0; //这个static 变量 cnt只会初始化一次cnt += a ;return cnt;endfunction
endmoduleinitial begin$display("%0d",cnt1(1)); // 输出1$display("%0d",cnt1(1)); // 输出1$display("%0d",cnt2(1)); // 输出1$display("%0d",cnt2(1)); // 输出2$display("%0d",cnt3(1)); // 输出1$display("%0d",cnt3(1)); // 输出2
end
解释代码:
- 函数声明为automatic或static时,其块内所有的变量都是automatic或static的;
- automatic类型的变量随函数调用结束后就销毁了,下次再调用时,又会初始化;
- static类型的变量随函数调用结束后不会被销毁,下次调用时也不需要重新初始化;
- module内的方法默认是static的;
SV中的规定
- 在module、program、interface、task和function之外声明的变量拥有静态的生命周期,即存在于整个仿真阶段,这同C定义的静态变量一样。
- 在module、interface和program内部声明,且在task、process或者function外部声明的变量也是static变量,且作用域在该块中。
- 在module、program和interface中定义的task、function默认都是static类型。
- 在过程块中(task、function、process)定义的变量均跟随它的作用域,即过程块的类型,如果过程块为static,则它们也默认为static,反之亦然。这些变量也可以由用户显式声明为automatic或者static。
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