自动变量的好处是什么？

Question

我正在寻找Systemverilog中“自动”的好处。 我一直在看“自动”因子的例子。但我无法理解他们。有谁知道我们为什么使用“自动”？

Answer 1

传统的Verilog已被用于在RTL模型硬件，并在门抽象。由于RTL和门级抽象都是静态/固定（非动态），因此Verilog仅支持静态变量。因此，例如，用Verilog任何REG或线将被实例化/映射在模拟开始时和在模拟存储器，直到模拟结束将保持映射。因此，您可以将任何导线/脉冲转储为波形，并且reg/wire从开始到结束都会有一个值，因为它总是被映射的。在程序员的角度来看，这些变量被称为静态。在C/C++的世界，声明这样的变量，你将不得不使用存储类说明静态。在Verilog中，每个变量都是隐式静态的。

注意，直到SystemVerilog的来临，Verilog的只支持静态变量。尽管Verilog的也支持一些结构在行为的抽象造型，支持由缺乏自动存储类的限制。

自动（在软件世界中称为auto）存储类变量映射到堆栈上。当函数被调用时，函数中声明的所有本地（非静态）变量都映射到堆栈中的各个位置。由于这些变量只存在于堆栈上，因此只要函数执行完成并且堆栈相应缩小，它们就不再存在。

除了其他优点，此存储类启用的一种可能性是递归函数。在Verilog世界中，函数不能重入。递归（或重入）函数在自动存储类不可用的世界中不起任何有用的作用。为了理解这一点，你可以想象一个可重入函数作为一个函数，它动态地为它自己创建多个递归实例。每个实例都将自动自动变量映射到堆栈上。随着我们进入递归过程，堆栈不断增长，每个函数都可以使用自己的一组变量进行计算。当函数调用返回时，计算出的值将被整理并且最终结果可用。仅使用静态变量，每个函数调用都会将变量值存储在相同的公共位置，从而消除具有多个调用（实例化）的好处。

即将到达因子算法，将阶乘概念化为递归算法相对容易。在数学中，我们写了factorial（n）= n（factial（n-1））*。所以你需要计算阶乘（n-1）以便知道阶乘（n）。请注意，递归不能在没有终止情况下完成，在阶乘情况下n = 1。

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

没有自动存储类，因为在函数中的所有变量将被映射到一个固定的位置，当我们调用阶乘（N-1）从内侧阶乘（n）时，递归调用将覆盖任何调用者上下文中的变量。在上述代码片段中定义的阶乘函数中，如果我们没有指定存储类别为自动，那么n和结果阶乘将被递归调用阶乘（n-1）所覆盖。作为结果，变量Ñ将连续被重写为n-1个，N-2，的n-3等等，直到我们达到的n = 1的终止条件。阶乘的终止递归调用的值为1，分配给n，当递归展开时，阶乘（n-1）* n在每个阶段中评估为1。

使用自动存储类，每个递归函数调用将在内存中（实际上在堆栈中）有自己的位置来存储变量n。因此连续调用阶乘不会覆盖调用者的变量n。因此，当递归展开时，我们将具有阶乘（n）的正确值为n *（n-1）（n-2） .. * 1。

请注意，也可以使用迭代定义阶乘。并且可以在不使用自动存储类的情况下完成。但在很多情况下，递归使用户能够以更直观的方式编码算法。

Answer 2

另一个例子是使用fork里面加入for循环 -

不使用的自动，叉加入里面的for循环将无法正常工作。

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

我建议1例如如下（使用叉... join_none）：（非使用自动）

实施例1，：值输出将是 “3 3 3 3” 。因为i在退出后取最新值为循环，i存储在静态存储位置。这可能是您的代码中的一个错误。

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

例2（使用自动）：值输出将是 “0 1 2 3”。因为在每个循环中，我值被复制到ķ，和fork..join_none产生一个线程与ķ每个值（每个循环将定位用于K 1个存储器空间：K0，K1，K2， k3）：

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