systemverilog 如何在子类中修改父类中声明的变量

在 UVM（或 SystemVerilog）中，子类cfg（配置类）修改父类声明的变量，核心是利用继承的可见性规则（父类变量需为protected/public），通过 “直接赋值、方法重载、构造函数初始化” 等方式实现，以下是分场景的标准做法（含完整代码示例）：

一、前提：父类变量的可见性（关键）

父类中变量的访问权限决定子类能否直接修改，UVM 中推荐父类变量声明为protected（子类可访问，外部不可改）或public（全范围可访问），禁止用local（子类不可访问）。

父类 cfg 定义（示例）：

systemverilog

// 父类配置类：base_cfg
class base_cfg extends uvm_object;
  `uvm_object_utils(base_cfg)

  // 声明可被子类修改的变量（protected：子类可访问，外部不可改）
  protected int burst_len = 8;        // 默认突发长度
  protected bit en_coverage = 1;      // 默认开启覆盖率
  protected bit [31:0] base_addr = 32'h1000_0000; // 默认基地址

  // 可选：父类提供修改变量的方法（推荐，封装逻辑）
  virtual function void set_burst_len(int len);
    if (len > 0 && len <= 64) begin // 合法性检查
      burst_len = len;
    end else begin
      `uvm_error("BASE_CFG_ERR", $sformatf("burst_len=%0d 超出范围", len))
    end
  endfunction

  function new(string name = "base_cfg");
    super.new(name);
  endfunction
endclass

二、场景 1：子类 cfg 中直接修改父类变量（最简单）

子类继承父类后，可直接访问protected/public变量并赋值（推荐在new函数或post_randomize中修改）。

子类 cfg 定义：

systemverilog

// 子类配置类：axi_cfg（继承base_cfg）
class axi_cfg extends base_cfg;
  `uvm_object_utils(axi_cfg)

  // 新增子类独有的变量
  bit en_debug = 0;

  // 场景1.1：在构造函数（new）中修改父类变量
  function new(string name = "axi_cfg");
    super.new(name);
    // 直接修改父类protected变量
    burst_len = 16;          // 覆盖父类默认值8
    base_addr = 32'h2000_0000; // 覆盖默认基地址
    en_coverage = 0;         // 关闭覆盖率
  endfunction

  // 场景1.2：在自定义方法中修改父类变量
  virtual function void cfg_init();
    burst_len = 32; // 动态修改
    `uvm_info("AXI_CFG_MOD", $sformatf("父类burst_len修改为：%0d", burst_len), UVM_MEDIUM)
  endfunction

  // 场景1.3：随机化时修改（post_randomize）
  virtual function void post_randomize();
    super.post_randomize(); // 先执行父类的post_randomize
    burst_len = burst_len * 2; // 随机化后调整父类变量
  endfunction
endclass

三、场景 2：通过父类方法修改（推荐，封装性更好）

父类提供set_*方法修改变量（含合法性检查），子类调用该方法修改，避免直接赋值导致的非法值。

子类中调用父类方法：

systemverilog

class axi_cfg extends base_cfg;
  `uvm_object_utils(axi_cfg)

  function new(string name = "axi_cfg");
    super.new(name);
    // 调用父类方法修改（自动做合法性检查）
    super.set_burst_len(20); // 合法值：修改为20
    super.set_burst_len(100); // 非法值：父类会报错，变量不修改
  endfunction
endclass

四、场景 3：重载父类方法修改（适配特殊逻辑）

若父类方法的逻辑不满足子类需求，可重载父类的set_*方法，在子类中定制修改变量的逻辑。

子类重载父类方法：

systemverilog

class axi_cfg extends base_cfg;
  `uvm_object_utils(axi_cfg)

  // 重载父类的set_burst_len方法
  virtual function void set_burst_len(int len);
    // 子类定制逻辑：允许更大的突发长度
    if (len > 0 && len <= 128) begin
      burst_len = len;
      `uvm_info("AXI_CFG_SET", $sformatf("子类修改burst_len为：%0d", len), UVM_MEDIUM)
    end else begin
      `uvm_error("AXI_CFG_ERR", $sformatf("burst_len=%0d 超出子类范围(0~128)", len))
    end
  endfunction

  function new(string name = "axi_cfg");
    super.new(name);
    set_burst_len(64); // 调用子类重载后的方法
  endfunction
endclass

五、场景 4：通过外部组件（如 test/sequence）间接修改

若子类cfg已实例化，可通过句柄直接修改父类继承的变量（需变量为protected/public）。

Test 中修改子类 cfg 的父类变量：

systemverilog

class axi_test extends uvm_test;
  `uvm_component_utils(axi_test)
  axi_cfg cfg;

  function void build_phase(uvm_phase phase);
    super.build_phase(phase);
    // 实例化子类cfg
    cfg = axi_cfg::type_id::create("cfg");
    // 直接修改父类继承的变量
    cfg.burst_len = 4; // 子类句柄可直接访问父类protected变量
    // 调用父类方法修改
    cfg.set_burst_len(8);
  endfunction
endclass

六、关键注意事项（避坑指南）

1. 访问权限：

   • 父类变量若声明为local，子类无法访问（编译报错），需改为protected/public；
   • UVM 中推荐父类变量用protected（封装性更好），仅通过方法对外暴露修改接口。

2. 初始化顺序：

   • 子类new函数中，需先调用super.new()（执行父类构造），再修改变量；
   • 若父类new中对变量做了初始化，子类new中修改会覆盖父类值。

3. 随机化兼容：

   • 若父类变量需要随机化，需在父类中用rand声明：rand int burst_len;；
   • 子类可通过constraint约束父类随机变量：

     systemverilog

     class axi_cfg extends base_cfg;
       `uvm_object_utils(axi_cfg)
       constraint burst_len_c { burst_len inside {[16:32]}; } // 约束父类变量
     endclass
     

4. UVM 工厂兼容：

   • 父类和子类都需加uvm_object_utils宏，确保工厂创建实例时变量初始化生效；
   • 若通过uvm_config_db传递 cfg 句柄，修改后需确保所有使用该 cfg 的组件同步更新。

七、总结

子类 cfg 修改父类变量的核心方法：

方法	适用场景	优点	缺点
直接赋值	简单修改、无合法性检查	简洁高效	无校验，易赋非法值
调用父类 set 方法	需合法性检查、复用父类逻辑	安全、符合封装原则	需父类提前定义方法
重载父类 set 方法	子类需定制修改逻辑	灵活、适配子类需求	代码量稍多
post_randomize 修改	随机化后调整变量	兼容随机化流程	仅随机化场景生效

核心原则：父类尽量封装修改变量的方法（而非直接暴露变量），子类通过方法修改，既保证合法性，又提升代码可维护性。