sv标准研读第十二章-过程性编程语句

书接上回：

sv标准研读第一章-综述

sv标准研读第二章-标准引用

sv标准研读第三章-设计和验证的building block

sv标准研读第四章-时间调度机制

sv标准研读第五章-词法

sv标准研读第六章-数据类型

sv标准研读第七章-聚合数据类型

sv标准研读第八章-class

sv标准解读第九章-进程

sv标准研读第十章-赋值语句

sv标准研读第十一章-操作符和表达式

第12章 过程性编程语句

12.1 总览

-条件语句（if-else/case/casez/casex/unique/unique0/priority）

-循环语句（for/repeat/foreach/while/do while/forever）

-跳转语句（break/continue/return）

12.2 概述

过程性编程语句可以出现在下面这些结构中：

-initial

-always

-always_comb

-always_latch

-always_ff

-final

-task

-function

12.3 语法

12.4 条件语句if-else

语法：

执行过程：如果cond_predicate=true，那么执行该语句，如果cond_predicate=false，不执行该语句，如果结果为false且有else语句，则执行else语句。Else是与在它前面最近的if匹配的。

如果不想要else与它前面最近的if匹配，可以加上begin end来解决这个问题：

12.4.1 if-else-if结构

结构如下：

可以用来做多路决策。

12.4.2 unique-if/unique0-if/priority-if结构

Unique/unique0/priority可以放在if前面用来做一些违规检查。

unique-if/priority-if的作用是如果不符合后面的条件，且没有else分支语句，那么会报violation。举例：

unique0-if的作用是，即时一个条件也不满足，也不会报violation，举例：

所以，unique-if/unique0-if是互斥的。

另外，需要注意的是，unique-if/unique0-if的每个条件必须是唯一的，如果发现满足一个以上的条件，也会报violation，最终执行的是最早出现的条件语句。

priority-if表示条件是按照优先级依次2列出来的。

12.4.2.1 unique-if/unique0-if/priority-if结构产生的violation

unique-if/unique0-if/priority-if条件的判断是在active域，但是生成的violation报告是在observed域，且violation报告可以被断言系统task控制。举例：

上面这个例子中，u1在active域评估a/not_a这两个条件，如果一开始a=0，当a变成1且not_a的值还没有刷新时，u1的唯一性检查会发现两个条件都满足，所以会安排一个violation报告在observed域，但是在active域not_a会被刷新，此时又不满足violation条件，因此之前的violation会被撤销，最后在observed域，不会报出任何violation。

12.4.2.2 if语句违例报告和多进程

多进程的参与可能使得违例报告会出现多次。举例：

假设：

1. 在time step1，c=1,d=1,e=1,f=1,那么b1/b2两个进程都会报violation；
2. 在time step2，c=1,d=0,e=1,f=1,只有b2进程会报violation；
3. 在time step3，c=1,d=1,e=1,f=0，只有b1进程会报violation。

12.5 case语句

语法：

Default语句可写可不写，但是最多只能写一次。

按照顺序依次查看case里的条件，一旦匹配就执行该语句；如果没有匹配且有default语句，则执行default语句，如果没有default语句，则不执行任何case语句。

Case语句和if-else-if语句的不同：

1. case语句是将条件与所有case分支条件进行比较，而if语句是只比较当前这一个分支，因此if语句更通用；
2. 当条件中有x/z时，case语句的结果是确定的

也就是说，case语句会认真比较0/1/x/z，只有完全匹配，才会成功。且case语句要注意bit位的长度，如果条件和分支条件长度不匹配，那么最终长度会扩充到条件的最长bit位。且如果条件中有一个是无符号数，那么所有的条件都会被看做是无符号数，只有所有的都是有符号数，最终才是有符号数。举例：

上面这个例子中，只要select[1]=0且flaga=0，无论select[2]是什么，result都是0.

12.5.1 casex/casez语句

Casex：不care x和z

Casez：不case z

表达式中允许用?来代替z

举例：

只要ir的最高位为1，无论其他位是什么，都会走第一个分支

12.5.2 case语句中的常量表达式

举例：

上面这个例子的作用是：只要encode的任何一个bit位为1，就会进入对应的分支。

12.5.3 unique-case/unique0-case/priority-case

可以在case/casex/casez关键字前面加上unique/unique0/priority关键字。

unique-case/unique0-case的作用：如果出现多个分支匹配，那么会报violation，最后执行的分支是按照顺序第一个匹配的分支

如果unique-case /priority-case没有分支匹配，也会报出violation；如果unique0-case没有分支匹配，不会报出violation。

举例：

12.5.3.1 unique-case/unique0-case/priority-case结构产生的违例报告

unique-case/unique0-case/priority-case的判断是在active域，但是生成的violation报告是在observed域，且violation报告可以被断言系统task控制。

其处理过程和unique-if/unique0-if/priority-if一样。

12.5.3.2 case语句违例报告和多进程

多个进程违例报告的处理和unique-if/unique0-if/priority-if一样。

12.5.4 case语句设置成员关系

在case(***)后面可以加上inside关键字来设置成员关系，作用是使得括号里的表达式和每一个分支条件里的所有集合成员进行比较。举例：

12.6 pattern匹配条件语句

作用：将值与某种结构体、tagged union和常量进行比较。

Pattern指的是带有标识符、常量表达式和通配符“.*”的tagged union和结构体的嵌套。

语法：

12.6.1 case语句中的模式匹配

Matches关键字要跟在case(***)后面

举例：

上面这个例子中，如果v有invalid tag，那么它和第一个分支匹配，否则，必须包含valid tag，和第二个分支匹配。当与第二个分支匹配时，n和valid这个成员的值绑定，可以打印该值，但是当tag为invalid时，是没办法访问n的值的。

Casez/casex语句，另外加上priority/unique关键字也可以使用pattern 匹配。

12.6.2 if语句中的pattern匹配

Matches关键字要放在if()括号里面。

举例：

上面这个例子中，只要e和tag jmp里的tag jumpc匹配，那么就会进入第一个分支。

12.6.3 条件表达式里的pattern匹配

这里说的条件表达式指的是三目运算符的条件表达式，即c1?c2:c3结构。其中c1这个条件语句里就可以使用pattern匹配。

12.7循环语句

Sv有六种循环结构：forever/repeat/while/for/do while/foreach

12.7.1 for循环

For循环结构里的初始化部分可以用逗号实现多个变量的初始化，如下：

在初始化部分，变量既可以在for结构里声明，也可以放在for结构之外声明，但是如果存在多个变量，只能要么全部在for结构里声明，要么全部在for结构之外声明，而不能一部分变量放在for结构里声明，一部分放在for结构外声明，这样会报错，如下：

另外，声明的变量可以使用前面已经声明过的变量组成的表达式，如下：

12.7.2 repeat循环

Repeat会执行指定次数的语句，如果语句计算结果是x/z，那么会当做0处理，也就不会执行该语句。

举例：

12.7.3 foreach循环

Foreach循环针对的是数组，会对数组里的每一个元素进行遍历。数组标识符后面用逗号分隔开循环变量列表，并且这些循环变量要用中括号包起来，每个循环变量是一个维度。举例：

Foreach里变量和维度的映射关系如下：

注意：不要在遍历foreach循环时去改变数组的维度，否则这可能造成不可预期的后果。

12.7.4 while循环

只要while 里的表达式为真，那么就会重复执行里面的语句。

下面的例子利用while循环去统计data里1的个数：

12.7.5 do while循环

Do while循环和while循环的区别是前者是先执行语句再进行条件判断，后者是先进行条件判断再执行语句。举例：

12.7.6 forever循环

Forever循环没有条件判断语句，会一直重复执行一条语句，且要配合delay语句使用，否则可能会产生零延迟无限死循环。

12.8 跳转语句

Sv有三种跳转语句：break/continue/return

break/continue只能用在循环语句中，break用于结束整个循环，continue用于跳出当前循环；

break/continue

fork-join里不能使用break/continue来跳出fork join外的循环。

Return语句只能用在子例程中。