闲庭信步使用SV搭建图像测试平台：第十三课——谈谈SV的数据类型

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成工有个强迫症，就是要求工程的 编号和文章的编号能对应上，由于上篇的package有单个package和多个package，工程是有两个，但是成工在一篇文章中写完了。如果继续往下写，后面的文章和工程就会错位，这是成工不能容忍的，所以增加一课，来谈谈SV的数据类型。

其实看前面几篇相应的工程，有心者应该能发现成工在使用数据类型的变化，在逐渐由verilog向system verilog转变。不信的话可以看看第一个工程的数据类型，变量用的是interger和reg。

再看看最近工程数据类型的使用，int，logic，bit，int unsigned。

很多人可能一头雾水，到底什么时候应该使用什么数据类型呢？有疑问其实就是考点，FPGA测试岗位的面试，数据类型的使用是必问的。

也不要急于一时，我们还是先从verilog的数据类型讲起。其实verilog提供了两种基本的数据类型，那就是变量类型和线网类型，在RTL开发过程中，用的最多的就是reg和wire，其实分别就是变量类型和线网类型。其实变量类型还有integer，time等等，主要用来存储组合逻辑或者时序逻辑。而线网类型除了wire，还有wor，wand等，用的比较少，主要用来连接功能模块，当然也可以用来实现组合逻辑，比如wire类型数据可以用assign来实现组合逻辑。

但是有一点需要注意，verilog的数据类型，不管是变量类型还是线网类型，都是四值逻辑的，也就是说，verilog中所有数据的每一位，都有0，1，X和Z四个值可取。所以严格的来说，verilog并没有区分信号的类型，因为所用的数据都是四值逻辑。

而system verilog在verilog的基础上添加了很多新的数据类型，大大方便了FPGA的设计和验证，最主要的是SV将硬件信号区分为类型和数据类型。

SV的信号类型和verilog一样，也是分为变量类型和线网类型。而数据类型则分为四值逻辑（logic）和二值逻辑（bit）。

其实大家都知道，数字信号一般就两种状态，那就是0和1，而为了硬件仿真的功能，增加了未知状态X和高组态Z，比如一个信号没有任何的输入驱动，处于悬空状态，那就是Z；而一个信号在某个时刻可能是0也可以是1，那就是未知状态X。但是如果是不涉及硬件的功能仿真测试，是没有必要使用X和Z两张状态的，这时候使用二值逻辑不仅可以节约内存，还可以加快仿真。

回到SV的信号类型，常用的变量类型reg和常用线网类型wire依然可以使用，也就是说用verilog写的.v文件直接改成.sv文件可以直接进行综合和仿真。但是在SV中，用的最多的信号类型是logic，就是不管是变量还是线网，都可以使用logic。当然信号声明成logic类型，默认是表示变量类型，用户可以直接在logic前加var或者wire声明信号的类型，var logic就是变量类型，wire logic就是线网类型，但是一般我们不会如此声明信号。

下面我们对数据类型按照四值逻辑和二值逻辑进行分类：

四值逻辑：wire，reg，logic，integer，tri；

二值逻辑：bit，byte，shortint，int，longint。

其实数据可以是有符号数也可以是无符号数，进一步分类：

有符号数：integer，byte，shortint，int，longint；

无符号数：wire，reg，logic，tri，bit。

上面的数据分类是面试的考点，其实挺好记的，四值逻辑除了integer一般都是无符号数，而integer和int一看就是同一类的，都是有符号数。二值逻辑除了bit一般都是有符号是，这个更好理解了，bit就一位，如果是符号位就不用表示其它的了。当然有符号的数据类型也可以用来定义无符号的信号，加上unsigned即可。

有了上面的分析，我们来总结一下什么时候使用什么数据类型。如果使用SV设计可综合的RTL代码，基本使用logic即可。如果使用SV进行非硬件的功能仿真测试，可以多使用二值逻辑。当然这个不是绝对的，还有考虑个人的喜欢，比如成工就是喜欢用logic而不是reg和wire，喜欢用int而不是integer。

举个例子，RGB每个通道的每个图像数据都是8bit的无符号数，那我们可以用四值逻辑logic [7:0]来定义，也可以使用二值逻辑bit [7:0]来定义，当然也可以使用二值逻辑byte unsigned来定义，形式可以多样，只要功能正确就可以。

最后说一点，就是一个文件中使用了四值逻辑和二值逻辑，要注意交互信号的相互转换，不然可能会出现意想不到的错误，后续成工会用实例的说明。这儿仅仅需要先记住一点，那就是四值逻辑的X和Z都会转换成二值逻辑的0！