
class random_csrt;
    rand bit [31:0] addr;   //声明随机变量
    rand bit [31:0] data;
 
 
constraint c_1{                  
                addr < 100 ;
                data > 10  ;
            }                     //对变量进行约束，约束块是声明语句，不需要加；
 
endclass
 
random_csrt a;
 
initial begin
 a = new();   //例化
 assert(a.randomize())          //随机化 失败返回0成功返回1
 else $fatal(0,"randomize fatal");
end

rand和randc的区别，rand等每次抽一幅新的扑克牌，每次的随机值可以一样。randc等于从一副扑克牌中抽牌，每次抽出来的都不一样。
不能在类的构造函数里随机化对象，因为随机化前可能需要打开或关闭约束，改变权重以及添加新的约束。

3.随机化形式

3.1 表达式约束

约束块中只能包含表达式（<、<= 、== 、>= 、>）等。对于赋值操作，需要用==来代替（约束某个变量为固定值等价于赋值）。

示例：


class cstr_blk;
    rand bit [3:0] low,mid,high;
 
constraint error_cstr{
            low < mid < high
        }  //错误
 
 
constraint right_cstr{
            low < mid  ；
            mid< high  ;
        }  正确
endclass
 
/*可能结果
 
36 230   300
230 36   77   
 
*/

约束块中无法进行连续约束，上述代码块先计算（low<mid），返回的值为0 或1。在对0（1） < high 进行判断，最后得到结果与预期不符，实现上并没有受到约束。

3.2 权重约束

对于约束设定其权重，进一步将约束限制到感兴趣的点。

示例：


class dist_cstr;
 
rand bit [31:0] drv,rec;
 
constraint cstr_d{
 
                  drv dist {0:= 40,[1:3] := 60};  //0 概率为40/（40+60*3） 
 
                  rec dist {0:/ 40,[1:3] :=/60};  //0 概率为40/（40+60） 
        
                }
 
endclass

：= 等于范围内每一份权重都相等，而：/权重均分到范围内每一个值。

3.3 inside运算符

在值的集合中进行约束。

示例：


class inside_cstr;
 
rand bit [31:0] drv，rec;
 
constraint cstr_i{
                  drv  inside {[1:100]} ; //将drv的值限定在1-100的范围内
                }
 
constraint cstr_r{
                 ! (rec inside {[1:100]}) ; // 0<rec<1  100<rec<2^32-1;
                }
endclass

3.4 条件约束

使用 -> 或if-else进行约束。

示例：


class cndt_cstr;
 
    ……
 
constraint a_cstr {
                    (open_mode) -> data inside {[1:10]} ;
                    } 
 
constraint b_cstr {
                    if (open_mode) 
                             addr inside {[1:100]} ;
                    else
                             addr inside {[3:40]} ;
                    } 
endclass

3.5 内嵌约束

sv允许使用randomize（）with 来增加额外的约束。

示例：


class transaction ;
 
 rand bit [31:0] addr,data;
 constraint cstr {
                    addr inside {[1:100]};
                }
endclass
 
 
transaction t;
 
initial begin
    t = new();
    void'(t.randomize() with {addr >= 50 ;});
    $display("addr is %0d",t.addr);  
end

内嵌约束 with里的范围是transaction类的，因此不需要声明t.addr，而对于打印时，需要声明t.addr 才能找到addr变量。

3.6 软约束

通过soft来作为软约束的关键词，若新的约束与软约束冲突，则按照新随机化的约束的值来限制，若软约束不冲突则是两个约束的交集。

示例：


class transaction ;
 
 rand bit [31:0] addr,data;
 constraint cstr {
                    soft addr inside {[1:100]};
                }
endclass
 
 
transaction t;
 
initial begin
    t = new();
    void'(t.randomize() with {addr == 150 ;} );  //与软约束冲突，现有约束成功。
    $display("addr is %0d",t.addr);   //打印结果： addr is 150
end

3.7 数组约束

约束还可以对随机化数组进行约束。

示例：


class dyn_cstr;
    rand bit [31:0] dyn[];
    
   constraint d_size {
                        dyn.size() inside {[1:10]}; //动态数组大小为1-10
                        dyn.sum() < 1000 ; //约束数组元素的总和
                        foreach(dyn[i]) dyn[i] < 100; //约束每个元素
                    };  
endclass
 
dyn_cstr d;
 
initial begin
    string s;
    d = new();
    assert(d.randomize());
    foreach(d.dyn[i])
      s = {s,$sformatf("%0d ",d.dyn[i])};
    $display("sum = %0d , val = %s",d.dyn.sum(),s); //打印结果 sum = 110 , val = 27 33 50 
    
end
 
endmodule

产生唯一元素值的数组

示例：


class unique_array;
  rand bit [7:0] unq_array[32];
    
   constraint c{
                    foreach(unq_array[i])    //对数组中每个元素
                      foreach(unq_array[j])
                        if(i!= j)               //除了自身
                            unq_array[i] != unq_array[j]  ;      
                }
 
endclass
 
 
class unique_array_1;
  rand bit [7:0] unq_array[32];
    
   constraint c_1{  unique {unq_array}; }  //使用关键词 unique 更简洁
 
endclass

3.8 其他约束形式

$random() ——返回32位有符号随机数

$urandom() ——返回32位无符号随机数

$urandom_range() —— 在指定范围内的平均分布

以及调用系统函数std::randomize（）进行随机化。

4 约束的解

约束是并行的，取所有约束的交集，若有一个约束不满足，则随机化失败。
约束是双向的，即若约束为{(a == 0) ->( c == 0) } 那么当 c 不等于 0时，a也不等于0。

5 约束的开关

constraint_mode() 控制类的约束；

rand_mode （）来控制变量的约束；

randmozide(变量名)选择随机化变量；

示例：


class transaction ;
 
 rand bit [31:0] addr ,data ;
 constraint cstr_s  {addr inside {[1:10]};
                     data inside {[1:100]};};
 constraint cstr_l  {addr inside {[10:100]};
                    data inside {[100:10000]};};                                    
 
endclass
 
 
transaction t;
 
initial begin
    t = new();
    t.cstr_s.constraint_mode(0);
    assert(t.randomize()); 
    $display("addr is %0d , data is %0d",t.addr,t.data);     // 打印结果：addr is 75 , data is 1069 cstr_l 起效
    t.constraint_mode(0);
    t.cstr_s.constraint_mode(1);
    t.data.rand_mode(0);
    t.data  = 6;
    assert(t.randomize()); 
    $display("addr is %0d , data is %0d",t.addr,t.data);   //  打印结果：addr is 5 , data is 6   cstr_s 起效 data没有被randomize 这里若不给data赋值 随机化会失败，虽然关闭了随机化 当上次的data是1096 不符合约束的求解。
 
end

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