3. SystemVerilog Loops

循环

• 循环是一段代码，它会反复执行。
• 通常在循环中包含一个条件语句，以便在条件满足时终止循环。如果循环无限运行，仿真将无限挂起。

不同类型的循环结构

forever

• 无限循环，类似于 while (1)。
• 注意：除非在 forever 块内包含时间延迟以推进仿真时间，否则仿真会挂起。
  Example：:

  module tb;
    initial begin
      forever begin
        #5 $display("Hello World!");
      end
    end
    initial
      #50 $finish;
  endmodule
  

repeat

• 重复给定的语句块指定次数。
  Example：

  module tb;
    initial begin
      repeat(5) begin
        $display("Hello World!");
      end
    end
  endmodule
  

while

• 只要给定的条件为真，就会重复执行块中的语句。
  Example：

  module tb;
    bit clk;
    always #10 clk = ~clk;
    initial begin
      bit [3:0] counter;
      $display("Counter = %0d", counter); // Counter = 0
      while (counter < 10) begin
        @(posedge clk);
        counter++;
        $display("Counter = %0d", counter); // Counter increments
      end
      $display("Counter = %0d", counter); // Counter = 10
      $finish;
    end
  endmodule
  

for

• 类似于 Verilog/C，允许在一行中指定起始值、条件和增量表达式。
  Example：

  module tb;
    bit clk;
    always #10 clk = ~clk;
    initial begin
      bit [3:0] counter;
      $display("Counter = %0d", counter); // Counter = 0
      for (counter = 2; counter < 14; counter = counter + 2) begin
        @(posedge clk);
        $display("Counter = %0d", counter); // Counter increments
      end
      $display("Counter = %0d", counter); // Counter = 14
      $finish;
    end
  endmodule
  

do while

• 先执行代码，然后再检查条件以确定是否应再次执行代码。
  Example：

  module tb;
    bit clk;
    always #10 clk = ~clk;
    initial begin
      bit [3:0] counter;
      $display("Counter = %0d", counter); // Counter = 0
      do begin
        @(posedge clk);
        counter++;
        $display("Counter = %0d", counter); // Counter increments
      end while (counter < 5);
      $display("Counter = %0d", counter); // Counter = 5
      $finish;
    end
  endmodule
  

foreach

• 主要用于遍历数组变量，无需手动设置索引。
  Example：

  module tb_top;
    bit [7:0] array[8]; // 创建一个固定大小的数组
    initial begin
      // 为数组的每个位置分配一个值
      foreach (array[index]) begin
        array[index] = index;
      end
      // 遍历每个位置并打印当前位置的值
      foreach (array[index]) begin
        $display("array[%0d] = 0x%0d", index, array[index]);
      end
    end
  endmodule