在Verilog中，所有数据类型都是 4 值的，即可以表示 0、1、X 和 Z。但是，在 test benches 的中，不需要这些4态变量。例如，要计算数据包的数量，我们需要一个 2 值变量。因此，System Verilog 引入了一类新的 2 值变量，即 0 和 1。

数据类型列表#

    Tabular column.1. data types

有符号和无符号数字

无符号数：无符号数的符号不使用任何标志，即无符号数只能存储正数。
无符号二进制数的范围从 0 到 ((2^n) - 1)，n 表示位数。

有符号数：通过有符号数中的符号标志来区分正值和负值。有符号位的零有两种可能表示形式（正 (0) 和负 (1)）。
有符号二进制数的范围从 -2^(n-1) 到 2^(n-1)-1，n表示位数。

有符号二进制数在计算机系统中，一般用补码来表示：

有符号二进制数的补码：

1. 正数的补码：与原码相同。 例如，+9的补码是00001001。
2. 负数的补码：符号位为1，其余位为该数绝对值的原码按位取反；然后整个数加1。 例如，-7的补码：因为是负数，则符号位为“1”,整个为10000111；其余7位为-7的绝对值+7的原码 0000111按位取反为1111000；再加1，所以-7的补码是11111001。

已知一个数的补码，求原码：

1. 如果补码的符号位为“0”，表示是一个正数，所以补码就是该数的原码。
2. 如果补码的符号位为“1”，表示是一个负数，求原码的操作可以是：符号位为1，其余各位取反，然后再整个数加1

有符号数和无符号数的示例

考虑 3 位，即 n =3,

• 无符号范围
  0 到 (2^(n) - 1，即 0 到 7

• 有符号范围
  -2^(n-1) 到 2^(n-1)-1，即 -4 到 3

在上面的例子中，最高位为符号位，最高位为 0 表示正，1 则表示负。
对于上面的 100，1 是符号位，表示负。先对 00 取反得到 11，然后加 1 得到 100，即 4。所以有符号数 100 是 4。

4 值数据类型列表#

     Tabular column.2. 4-state data type

4 值#

下面的表格列代表 4 种不同的状态。

                                      Tabular column.3. value of 4-state

1. reg#

reg 变量用于对锁存器、触发器和存储器等存储元件进行建模，它存储一个值并用于程序赋值。 reg 的默认值为 x。

语法 : reg variable_name;

2. wire#

连线是一种 Verilog 数据类型，用于连接元件以及连接由单个门或连续分配驱动的网络。导线的默认值为 z。

语法 ： wire variable_name;

3. tri#

tri 类型可用于多个 driver 驱动一个 net 的情况。

4. Logic#

Logic 类型是 4 值类型，可以取值 0、1、x 和 z。Logic 类型，可以用来代替 wire 和 reg，因为 wire 数据类型没有多个 driver。
默认情况下 Logic 类型是无符号的，其初始值为 x。z。Logic 类型可以在过程块和连续赋值语句中驱动。

语法 : logic variable_name;

示例 : logic [2:0] logic_data_type;

5. integer#

整数是 4 态数据类型，整数可以是 0,1,x 和 z，表示 32 位有符号数。整数的默认值为 x。整数可以保存范围从 -2^31 到 (2^31)-1 的值。

语法 : integer variable_name;

示例 : integer integer_data;

5. time#

time 是用于模拟时间测量的特殊数据类型。它是 4 值类型，表示 64 位无符号整数，可以与 $time 系统函数结合使用来保存当前的仿真时间。

语法 : time variable_name;

示例 : time time_data;
time_data = $time;

6. real#

以 64 位实数实现的实数数据类型。实数可以用十进制记数法 (4.43) 或科学记数法 (42e8) 指定。 real 数据类型的默认值为 0。

语法 : real variable_name;

示例 : real real_data;
real_data = 4.43;

The below figure shows the output of real data type.

                                    Figure.4. real output

Github lab code link: https://github.com/muneeb-mbytes/SystemVerilog_Course/blob/production/data_type/two_and_four_state/real_data_type/data_type_real.sv

Github lab output link: https://github.com/muneeb-mbytes/SystemVerilog_Course/blob/production/data_type/two_and_four_state/real_data_type/data_type_real.log

2 值数据类型列表#

     Tabular column.4. 2-state data type

1. bit#

bit 可以是 0 或 1，代表单个位。bit 数据类型的默认值为 0。

语法 ： bit variable_name;

示例 ： bit single_data;
bit [3:0] multi_bit_data;

2. byte#

byte 可以是 0 或 1，表示 8 位有符号整数。byte 的默认值为0。

语法 ： byte variable_name;

示例 ： byte byte_data;

3. shortint#

shortint 可以是 0 或 1，表示 16 位有符号整数。 shortint 的默认值为 0。

语法 ： shortint variable_name;

示例 ： shortint shortint_data;

4. int#

int 可以是 0 或 1，表示 32 位有符号整数。 int 的默认值是 0。

语法 ： int variable_name;

示例 ： int int_data;

5. longint#

longint 可以是 0 或 1，表示 64 位有符号整数。 longint 的默认值为 0。

语法 ： longint variable_name;

示例 ： longint longint_data;

数据类型转换#

转换意味着将一种数据类型转换为另一种数据类型。 转换有两种类型：

• 静态转换
• 动态转换

静态转换 ： 转换发生在编译时。因此，不会出现任何运行时错误。静态转换仅适用于固定数据类型。它不适用于面向对象的编程概念。

语法 ：

data_type'(variable or expression or value);

动态转换 : 转换发生在运行时。如果转换无效，则会报告错误。动态转换用于将分配的值转换为通常无效的变量。 $cast 是系统方法。 $cast 可以是函数或任务。

语法 ：

$cast(destination_variable, source_expression_or_variable);

静态转换#

1. integer to int#

示例 ： int_data = int'(integer_data);

2. shortint to int and longint#

示例 ： int_data = int'(shortint_data);
longint_data = longint'(shortint_data);

3. int to longint#

示例 ： longint_data = longint'(int_data);

4. real to int#

示例 ： int_data = int'(real_data);

5. real to time#

示例 ： time_data = time'(real_data);

6. logic to byte#

示例 ： byte_data = byte'(logic_data);

7. bit to byte#

示例 ： byte_data = byte'(bit_data);

枚举 enum#

枚举数据类型定义一组命名值。

语法 ： enum enum_base_type(optional) {
<enum_name_declaration> = constant_expr(optional)...
}<enum_type_identifier>;

示例 ： enum {MONDAY,
TUESDAY,
WEDNESDAY,
THURSDAY,
FRIDAY,
SATURDAY,
SUNDAY
} days;

• 除非指定为其他类型，否则枚举类型存储为“int”类型。
• 此类型会自动为列表中的每个名称赋予唯一值。
• 值默认为“int”类型，从 0 开始，然后递增 1。
• 如果没有为名称指定值，它将获取列表中前一个名称的值并加 1。

枚举函数：

                                      Tabular column.5. enum methods 

typedef 枚举数据类型#

在 typedef 中可以给出类型名称，以便可以在许多地方使用相同的类型。在 typedef 中可以给出类型名称，以便可以在许多地方使用相同的类型。

语法 ： typedef enum enum_base_type(optional) {
<enum_name_declaration> = constant_expr(optional)...
} <enum_type_identifier>;

示例 ： typedef enum {MONDAY,
TUESDAY,
WEDNESDAY,
THURSDAY,
FRIDAY,
SATURDAY,
SUNDAY } week_e;
week_e day;

String#

字符串类型是可变长度的有序字符集合。字符串的长度是集合中字符的数量。

语法 ：string variable_name =initial_value;

Example: string str = "Manipal";

• 字符串的内存空间是动态分配的。
• 字符串变量的索引应从 0 到 N–1（其中 N 是字符串的长度）进行编号，以便索引 0 是字符串的第一个（最左边）字符，索引 N–1 是最后一个（最右边）字符字符串的。
• 未初始化或空字符串用特殊值 "" 表示。空字符串的长度为 0。

字符串运算符列表

                                      Tabular column.6.string operators

String Methods cheat sheet

             Tabular column.7. string methods