自動變量的好處是什麼？

Question

我正在尋找Systemverilog中「自動」的好處。 我一直在看「自動」因子的例子。但我無法理解他們。有誰知道我們爲什麼使用「自動」？

Answer 1

傳統的Verilog已被用於在RTL模型硬件，並在門抽象。由於RTL和門級抽象都是靜態/固定（非動態），因此Verilog僅支持靜態變量。因此，例如，用Verilog任何REG或線將被實例化/映射在模擬開始時和在模擬存儲器，直到模擬結束將保持映射。因此，您可以將任何導線/脈衝轉儲爲波形，並且reg/wire從開始到結束都會有一個值，因爲它總是被映射的。在程序員的角度來看，這些變量被稱爲靜態。在C/C++的世界，聲明這樣的變量，你將不得不使用存儲類說明靜態。在Verilog中，每個變量都是隱式靜態的。

注意，直到SystemVerilog的來臨，Verilog的只支持靜態變量。儘管Verilog的也支持一些結構在行爲的抽象造型，支持由缺乏自動存儲類的限制。

自動（在軟件世界中稱爲auto）存儲類變量映射到堆棧上。當函數被調用時，函數中聲明的所有本地（非靜態）變量都映射到堆棧中的各個位置。由於這些變量只存在於堆棧上，因此只要函數執行完成並且堆棧相應縮小，它們就不再存在。

除了其他優點，此存儲類啓用的一種可能性是遞歸函數。在Verilog世界中，函數不能重入。遞歸（或重入）函數在自動存儲類不可用的世界中不起任何有用的作用。爲了理解這一點，你可以想象一個可重入函數作爲一個函數，它動態地爲它自己創建多個遞歸實例。每個實例都將自動自動變量映射到堆棧上。隨着我們進入遞歸過程，堆棧不斷增長，每個函數都可以使用自己的一組變量進行計算。當函數調用返回時，計算出的值將被整理並且最終結果可用。僅使用靜態變量，每個函數調用都會將變量值存儲在相同的公共位置，從而消除具有多個調用（實例化）的好處。

即將到達因子算法，將階乘概念化爲遞歸算法相對容易。在數學中，我們寫了factorial（n）= n（factial（n-1））*。所以你需要計算階乘（n-1）以便知道階乘（n）。請注意，遞歸不能在沒有終止情況下完成，在階乘情況下n = 1。

function automatic int factorial; 
    input int n; 
    if (n > 1) 
    factorial = factorial (n - 1) * n; 
    else 
    factorial = 1; 
endfunction 

沒有自動存儲類，因爲在函數中的所有變量將被映射到一個固定的位置，當我們調用階乘（N-1）從內側階乘（n）時，遞歸調用將覆蓋任何調用者上下文中的變量。在上述代碼片段中定義的階乘函數中，如果我們沒有指定存儲類別爲自動，那麼n和結果階乘將被遞歸調用階乘（n-1）所覆蓋。作爲結果，變量Ñ將連續被重寫爲n-1個，N-2，的n-3等等，直到我們達到的n = 1的終止條件。階乘的終止遞歸調用的值爲1，分配給n，當遞歸展開時，階乘（n-1）* n在每個階段中評估爲1。

使用自動存儲類，每個遞歸函數調用將在內存中（實際上在堆棧中）有自己的位置來存儲變量n。因此連續調用階乘不會覆蓋調用者的變量n。因此，當遞歸展開時，我們將具有階乘（n）的正確值爲n *（n-1）（n-2） .. * 1。

請注意，也可以使用迭代定義階乘。並且可以在不使用自動存儲類的情況下完成。但在很多情況下，遞歸使用戶能夠以更直觀的方式編碼算法。

Answer 2

另一個例子是使用fork裏面加入for循環 -

不使用的自動，叉加入裏面的for循環將無法正常工作。

for (int i=0; i<`SOME_VALUE ; i++) begin 
    automatic int id=i; 
    fork 

     task/function using the id above ; 
     ... 
    join_none 
end 

Answer 3

我建議1例如如下（使用叉... join_none）：（非使用自動）

實施例1，：值輸出將是 「3 3 3 3」 。因爲i在退出後取最新值爲循環，i存儲在靜態存儲位置。這可能是您的代碼中的一個錯誤。

initial begin 
    for(int i =0; i<=3 ; i++) 
    fork 
     $write ("%d ", i); 
    join_none 
end 

例2（使用自動）：值輸出將是 「0 1 2 3」。因爲在每個循環中，我值被複制到ķ，和fork..join_none產生一個線程與ķ每個值（每個循環將定位用於K 1個存儲器空間：K0，K1，K2， k3）：

initial begin 
    for(int i =0; i<=3 ; i++) 
     fork 
      automatic int k = i; 
      $write ("%d ", i); 
     join_none 
    end