SystemVerilog中的Virtual（Abstract）Class和Pure Virtual Method

在许多项目中，我们希望声明一个原型类，其中声明的方法需要被扩展的子类覆盖，目的是让所有的子类都共享一个相同的类和方法（function或者task）原型。

为此引出概念virtual class 和pure virtual method。

virtual class 不允许被实例化，因为它仅仅是一个原型。如果你希望实例化一个virtual class，会得到一个编译错误。

virtual class 是很多方法学类库（配置、打印和进程通信等等）的一个基础，例如UVM。

声明一个virtual class 的方法很简单，就是在声明时加上关键字“virtual”

 

virtual class Packet;
endclass

 

同理，virtual class中的virtual method也是一个原型，不提供方法的实现，声明时需要加上关键字“pure virtual”

 

virtual class Packet;
 pure virtual packetDisp ( );
endclass

 

下面是一个展示virtual class和virtual method的完整示例：

 

virtual class BaseClass;

 pure virtual function void disp( );

 virtual function void disp1( );
 $display("Virtual Function 'disp1' from class BaseClass");
 endfunction

 function void disp2( );
 $display("Function 'disp2' from BaseClass");
 endfunction
 endclass
 
 class ChildClass extends BaseClass;
 //MUST defne implementation of 'disp' since it is declared 'pure virtual' in 'virtual class' BaseClass
 function void disp( );
 $display("pure virtual function 'disp' of baseClass 
implemented in class ChildClass");
 endfunction
 
 function void disp1( );
 $display("virtual function 'disp1' of baseClass overridden in class ChildClass");
 endfunction
 endclass
 
 module tb;
 BaseClass base;
 ChildClass child;
 initial begin
 //base = new; //cannot instantiate virtual class - Compile ERROR
 child = new;
 base = child; //upcasting
 base.disp;
 base.disp1;
 base.disp2;
 end
 endmodule

 

仿真log:

 

pure virtual function 'disp' of baseClass implemented in class ChildClass
virtual function 'disp1' of baseClass overridden in class ChildClass
Function 'disp2' from BaseClass
 V C S S i m u l a t i o n R e p o r t

 

上面的打印log表明了pure virtual method、virtual method以及其他method的区别。

pure virtual method一定要在扩展类中实现。disp( )

virtual method可以通过父类调用扩展类的方法。disp1( )

即非virtual method又非pure virtual method，方法的调用关键看所调用类的类型，而不看这个句柄具体指向的对象类型。disp2( )

我们再看一个层次化的virtual class扩展示例：

 

virtual class bus;
 bit [7:0] addr;
 pure virtual function void IC;
 endclass
 
 virtual class iConnect extends bus;
 //Not necessary to provide body for function IC
 //You may, but not necessary
 endclass
 class iConnect1 extends bus;
 //MUST provide body for function IC
 function void IC;
 endfunction
 endclass

 

在上面的例子中，我们声明了一个virtual class “bus”，但是扩展自“bus”的类依然声明成了一个virtual class “iConnect”。

因为类“iConnect”依然是一个virtual class，所以可以不进行pure virtual method的实现。

　　审核编辑：汤梓红