Foreach对Associative Array的constraint约束问题记录分享

systemverilog constraint中的foreach可以对数组进行遍历和约束，常用于普通数组，队列或者动态数组。而当对associative array(联合数组/字典)应用foreach时，遇到一些问题，记录分享如下。

联合数组含有key和value两个元素，在这里key的类型以int和string为例，value元素以int和int[$]队列为例。

[int/string] [int] Associative Array

实践的demo代码如下：

 

class test;
    rand bit[3:0] rd_dict[int];
    rand bit[3:0] rd_dict_fix[int];
    rand bit[3:0] rd_dict_str[string];

    constraint c_rand{
        rd_dict.size == 7;
        foreach(rd_dict[i]) {
            rd_dict[i] < 13;
        }

        foreach(rd_dict_fix[i]) 
            rd_dict_fix[i]== 13;

        foreach(rd_dict_str[i]) 
            rd_dict_str[i]== 14;
    }

    function new();
        rd_dict_fix[9] = 0;
        rd_dict_str["A"] = 0;
    endfunction

 

rd_dict没有进行初始化，使用constraint的size进行约束联合数组key的个数和value取值约束

rd_dict_fix在new函数中进行初始化，包含一个int key元素，在constraint中对value进行约束

rd_dict_str在new函数进行初始化，包含一个string key元素，在constraint中对value进行约束

添加适当的测试打印代买，可以得到如下的仿真结果：

可以看出，普通的联合数组，如果没有初始化key元素，可以在constraint中使用size约束key的个数，但key是顺序递增的，0~size-1。

如果初始化了key元素，无论是int还是string类型的key，使用foreach时，可以对已初始化的key对应的value进行约束。

int/string->int[$] Associative Array

联合数组的value是int队列时，demo代码如下：

 

class test;
    rand bit[3:0] rd_dict[int][$];
    rand bit[3:0] rd_dict_fix[int][$];
    rand bit[3:0] rd_dict_str[string][$];

    constraint c_rand{
        rd_dict.size == 7;
        foreach(rd_dict[i]) {
            rd_dict[i].size == 3;
            foreach(rd_dict[i][j]) {
                rd_dict[i][j] < 13;
            }
        }

        foreach(rd_dict_fix[i]) {
            rd_dict_fix[i].size == 4;
            foreach(rd_dict_fix[i][j]) rd_dict_fix[i][j]== 13;
        }

        foreach(rd_dict_str[i]) {
            rd_dict_str[i].size == 4;
            foreach(rd_dict_str[i][j]) rd_dict_str[i][j]== 14;
        }
    }

    function new();
        rd_dict_fix[9] = '{};
        rd_dict_str["A"] = '{};
    endfunction

 

rd_dict的key是int类型，value是int[$]队列类型的value，size和value值都进行了约束。

rd_dict_fix类型和rd_dict相同，区别在于new函数中进行key初始化，仅包含一个key。

rd_dict_str的key类型是string类型，其他和rd_dict_fix相同。

不出意外，上述的code编译出错：

 

...
Expression of this type cannot be used to index the array
...

 

错误在于key是string类型，value是int[$]队列的字典，constraint中不能使用foreach操作。

将上述string->int[$]的constraint注释后，编译可以通过，在仿真时会出错：

 

The constraint solver failed when accessing a null array rd_dict[0].
Please make sure array rd_dict[0] is allocated properly.

 

由于rd_dict[int][$]并没有在new函数中进行初始化，即使在constraint中使用了size约束大小，也没有达到预期的效果，这点和[int/string] [int] Associative Array例子中不同。

上述问题解决后，可得到最后的仿真结果：

从上述的结果来看，如果联合数组的value是队列时，则需要先进行key的初始化，才可在constraint中进行对value队列的约束。key是string类型时，似乎没办法使用foreach进行约束。

审核编辑：刘清