IEEE Standard for SystemVerilog—Chapter 25.7 Tasks and functions in interfaces

        子例程（任务和函数）可以在接口中定义，也可以在连接的一个或多个模块中定义。这允许更抽象的建模级别。例如，“读”和“写”可以定义为任务，而不需要引用任何连线，主模块只能调用这些任务。在modport中，这些任务被声明为导入任务（ import tasks）。
        函数原型指定参数的类型和方向，以及在其他地方定义的函数的返回值。类似地，任务原型指定了在其他地方定义的任务的参数的类型和方向。在modport中，导入和导出构造可以使用子例程原型，也可以只使用标识符。唯一的例外是当使用modport从另一个模块导入子例程时，以及当使用默认参数值或按名称绑定参数时，在这种情况下，应使用完整的原型。
        原型中参数的数量和类型应与子程序声明中的参数类型相匹配。6.22.1中介绍了类型匹配的规则。如果子程序调用中需要默认参数值，则应在原型中指定。如果参数在原型和声明中都指定了默认值，则指定的值不必相同，但使用的默认值应为原型中指定的值。原型中的正式参数名称应是可选的，除非使用默认参数值或按名称绑定的参数，或者声明了额外的未封装维度。原型中的形式参数名称应与声明中的形式变量名称相同。
        如果一个模块连接到包含导出子例程的modport，而该模块没有定义该子例程，则会发生elaboration错误。类似地，如果modport包含导出的子例程原型，而模块中定义的子例程与该原型不完全匹配，则会发生elaboration错误。
        如果在模块中使用层次名称定义子例程，则它们也应在接口中声明为extern或在modport中声明为export。
        任务（而非函数）可以在实例化两次的模块中定义，例如，由同一CPU驱动的两个存储器。接口中的extern forkjoin声明允许这样的多个任务定义。

25.7.1 Example of using tasks in interface


interface simple_bus (input logic clk); // Define the interfacelogic req, gnt;logic [7:0] addr, data;logic [1:0] mode;logic start, rdy;task masterRead(input logic [7:0] raddr); // masterRead method// ...
endtask: masterReadtask slaveRead; // slaveRead method// ...
endtask: slaveReadendinterface: simple_busmodule memMod(interface a); // Uses any interfacelogic avail;always @(posedge a.clk) // the clk signal from the interfacea.gnt <= a.req & avail // the gnt and req signals in the interfacealways @(a.start)a.slaveRead;
endmodulemodule cpuMod(interface b);enum {read, write} instr;logic [7:0] raddr;always @(posedge b.clk)if (instr == read)b.masterRead(raddr); // call the Interface method...
endmodulemodule top;logic clk = 0;simple_bus sb_intf(clk); // Instantiate the interfacememMod mem(sb_intf);cpuMod cpu(sb_intf);
endmodule

25.7.2 Example of using tasks in modports

这个接口示例展示了如何在完整的读/写接口中使用modports来控制信号方向和任务访问。

interface simple_bus (input logic clk); // Define the interfacelogic req, gnt;logic [7:0] addr, data;logic [1:0] mode;logic start, rdy;modport slave (input req, addr, mode, start, clk,output gnt, rdy,ref data,import slaveRead,slaveWrite);// import into module that uses the modport
modport master(input gnt, rdy, clk,output req, addr, mode, start,ref data,import masterRead,masterWrite);// import into module that uses the modport
task masterRead(input logic [7:0] raddr); // masterRead method// ...
endtasktask slaveRead; // slaveRead method// ...
endtasktask masterWrite(input logic [7:0] waddr);//...
endtasktask slaveWrite;//...
endtaskendinterface: simple_busmodule memMod(interface a); // Uses just the interfacelogic avail;
always @(posedge a.clk) // the clk signal from the interfacea.gnt <= a.req & avail; // the gnt and req signals in the interfacealways @(a.start)if (a.mode[0] == 1'b0)a.slaveRead;elsea.slaveWrite;
endmodulemodule cpuMod(interface b);enum {read, write} instr;logic [7:0] raddr = $random();
always @(posedge b.clk)if (instr == read)b.masterRead(raddr); // call the Interface method// ...elseb.masterWrite(raddr);
endmodulemodule omniMod( interface b);//...
endmodule: omniModmodule top;logic clk = 0;simple_bus sb_intf(clk); // Instantiate the interfacememMod mem(sb_intf.slave); // only has access to the slave taskscpuMod cpu(sb_intf.master); // only has access to the master tasksomniMod omni(sb_intf); // has access to all master and slave tasks
endmodule

25.7.3 Example of exporting tasks and functions

这个接口示例展示了如何在一个模块中定义任务，并在另一个模块调用它们，使用modports来控制任务访问。


interface simple_bus (input logic clk); // Define the interfacelogic req, gnt;logic [7:0] addr, data;logic [1:0] mode;logic start, rdy;modport slave( input req, addr, mode, start, clk,output gnt, rdy,ref data,export Read,Write);// export from module that uses the modportmodport master(input gnt, rdy, clk,output req, addr, mode, start,ref data,import task Read(input logic [7:0] raddr),task Write(input logic [7:0] waddr));// import requires the full task prototype
endinterface: simple_busmodule memMod(interface a); // Uses just the interface keywordlogic avail;task a.Read; // Read methodavail = 0;...avail = 1;endtasktask a.Write;avail = 0;...avail = 1;endtask
endmodulemodule cpuMod(interface b);enum {read, write} instr;logic [7:0] raddr;always @(posedge b.clk)if (instr == read)b.Read(raddr); // call the slave method via the interface...elseb.Write(raddr);endmodulemodule top;logic clk = 0;simple_bus sb_intf(clk); // Instantiate the interfacememMod mem(sb_intf.slave); // exports the Read and Write taskscpuMod cpu(sb_intf.master); // imports the Read and Write tasks
endmodule

25.7.4 Example of multiple task exports

多个模块导出（export）相同的任务名称通常是错误的。然而，相同modport类型的几个实例可以连接到一个接口，例如前面示例中的内存模块。为了让它们仍然可以导出它们的读写任务，这些任务应该在接口中使用extern forkjoin关键字声明。对extern forkjoin任务countslaves（）的调用；在以下示例中，行为如下：

forktop.mem1.a.countslaves;top.mem2.a.countslaves;
join

        对于读取任务，只有一个模块应该主动响应任务调用，例如，包含适当地址的模块。其他模块中的任务应返回而不产生任何效果。只有这样，活动任务才能写入结果变量。与任务不同，不允许多次导出函数，因为它们总是写入结果。
禁用对外部forkjoin任务的影响如下：
        --如果通过接口实例引用任务，则应禁用所有任务调用。
        --如果任务是通过模块实例引用的，则只应禁用对该模块实例的任务调用。
        --如果一个接口包含一个外部forkjoin任务，并且没有连接到该接口的模块定义该任务，那么对该任务的任何调用都将报告运行时错误，并立即返回而不产生任何影响。这个接口示例展示了如何在多个模块中定义任务，并使用extern forkjoin在另一个模块中调用它们。多任务导出机制还可以用于统计连接到每个接口实例的特定modport的实例。

interface simple_bus (input logic clk); // Define the interfacelogic req, gnt;logic [7:0] addr, data;logic [1:0] mode;logic start, rdy;int slaves = 0;// tasks executed concurrently as a fork-join blockextern forkjoin task countSlaves();extern forkjoin task Read (input logic [7:0] raddr);extern forkjoin task Write (input logic [7:0] waddr);modport slave (input req,addr, mode, start, clk,output gnt, rdy,ref data, slaves,export Read, Write, countSlaves);// export from module that uses the modportmodport master ( input gnt, rdy, clk,output req, addr, mode, start,ref data,import task Read(input logic [7:0] raddr),task Write(input logic [7:0] waddr));// import requires the full task prototypeinitial beginslaves = 0;countSlaves;$display ("number of slaves = %d", slaves);end
endinterface: simple_busmodule memMod #(parameter int minaddr=0, maxaddr=0;) (interface a);logic avail = 1;logic [7:0] mem[255:0];task a.countSlaves();a.slaves++;endtasktask a.Read(input logic [7:0] raddr); // Read methodif (raddr >= minaddr && raddr <= maxaddr) beginavail = 0;#10 a.data = mem[raddr];avail = 1;endendtasktask a.Write(input logic [7:0] waddr); // Write methodif (waddr >= minaddr && waddr <= maxaddr) beginavail = 0;#10 mem[waddr] = a.data;avail = 1;endendtask
endmodulemodule cpuMod(interface b);typedef enum {read, write} instr;instr inst;logic [7:0] raddr;integer seed;always @(posedge b.clk) begininst = instr'($dist_uniform(seed, 0, 1));raddr = $dist_uniform(seed, 0, 3);if (inst == read) begin$display("%t begin read %h @ %h", $time, b.data, raddr);callr:b.Read(raddr);$display("%t end read %h @ %h", $time, b.data, raddr);
endelse begin$display("%t begin write %h @ %h", $time, b.data, raddr);b.data = raddr;callw:b.Write(raddr);$display("%t end write %h @ %h", $time, b.data, raddr);
end
end
endmodulemodule top;logic clk = 0;function void interrupt();disable mem1.a.Read; // task via module instancedisable sb_intf.Write; // task via interface instanceif (mem1.avail == 0) $display ("mem1 was interrupted");if (mem2.avail == 0) $display ("mem2 was interrupted");endfunctionalways #5 clk++;initial begin#28 interrupt();#10 interrupt();#100 $finish;endsimple_bus sb_intf(clk);memMod #(0, 127) mem1(sb_intf.slave);memMod #(128, 255) mem2(sb_intf.slave);cpuMod cpu(sb_intf.master);
endmodule

25.8 Parameterized interfaces

接口定义可以以与模块定义相同的方式利用参数和参数重新定义。以下示例显示如何在接口定义中使用参数。

interface simple_bus #(AWIDTH = 8, DWIDTH = 8)(input logic clk); // Define the interfacelogic req, gnt;logic [AWIDTH-1:0] addr;logic [DWIDTH-1:0] data;logic [1:0] mode;logic start, rdy;modport slave( input req, addr, mode, start, clk,output gnt, rdy,ref data,import task slaveRead,task slaveWrite);// import into module that uses the modportmodport master(input gnt, rdy, clk,output req, addr, mode, start,ref data,import task masterRead(input logic [AWIDTH-1:0] raddr),task masterWrite(input logic [AWIDTH-1:0] waddr));// import requires the full task prototype
task masterRead(input logic [AWIDTH-1:0] raddr); // masterRead method...
endtasktask slaveRead; // slaveRead method...
endtasktask masterWrite(input logic [AWIDTH-1:0] waddr);...
endtasktask slaveWrite;...
endtaskendinterface: simple_busmodule memMod(interface a); // Uses just the interface keywordlogic avail;always @(posedge a.clk) // the clk signal from the interfacea.gnt <= a.req & avail; //the gnt and req signals in the interfacealways @(a.start)if (a.mode[0] == 1'b0)a.slaveRead;elsea.slaveWrite;
endmodulemodule cpuMod(interface b);enum {read, write} instr;logic [7:0] raddr;always @(posedge b.clk)if (instr == read)b.masterRead(raddr); // call the Interface method// ...elseb.masterWrite(raddr);
endmodulemodule top;logic clk = 0;simple_bus sb_intf(clk); // Instantiate default interfacesimple_bus #(.DWIDTH(16)) wide_intf(clk); // Interface with 16-bit datainitial repeat(10) #10 clk++;memMod mem(sb_intf.slave); // only has access to the slaveRead taskcpuMod cpu(sb_intf.master); // only has access to the masterRead taskmemMod memW(wide_intf.slave); // 16-bit wide memorycpuMod cpuW(wide_intf.master); // 16-bit wide cpu
endmodule