SystemVerilog 教程第二章数据类型：队列

**SystemVerilog 教程**

**第二章 数据类型：队列**

在 SystemVerilog 中，队列是一种特殊的数据类型，它可以存储一系列的值。队列是有序集合，可以从头部或尾部添加元素，也可以从头部或尾部删除元素。

### 队列的定义队列的定义如下：

verilogqueue [size-1:0] type var_name;

其中 `type` 是数据类型，`var_name` 是变量名，`size` 是队列大小。

### 队列的操作队列支持以下操作：

* **enqueue()**: 将元素添加到队列尾部。
* **dequeue()**: 从队列头部删除元素。
* **peek()**: 查看队列头部元素，但不删除。
* **empty()**: 检查队列是否为空。
* **full()**: 检查队列是否已满。

### 队列的例子下面是一个简单的队列例子：

verilogmodule queue_example;
 reg [7:0] data[10];
 queue [9:0] my_queue;

 always @(posedge clk) begin if (my_queue.empty()) begin my_queue.enqueue(8'd1);
 end else if (!my_queue.full()) begin my_queue.enqueue(data[my_queue.size()]);
 end end initial begin for (int i =0; i < 10; i++) begin data[i] = $urandom;
 end endendmodule

在这个例子中，我们定义了一个队列 `my_queue`，大小为10。我们使用 `enqueue()` 函数将元素添加到队列尾部。

### 队列的应用队列有很多应用场景：

* **缓冲器**: 队列可以用作缓冲器，存储数据直到被处理。
* **优先级调度**: 队列可以用于实现优先级调度算法，根据优先级将任务添加到队列中。
* **并发控制**: 队列可以用于实现并发控制，确保多个线程或进程之间的同步。

### 总结在本章中，我们学习了 SystemVerilog 中队列的定义、操作和应用。队列是一种特殊的数据类型，可以存储一系列的值，并支持 enqueue()、dequeue()、peek()、empty() 和 full() 等操作。队列有很多应用场景，包括缓冲器、优先级调度和并发控制。

### 练习题1. 写一个 SystemVerilog 模块，定义一个大小为5 的队列 `my_queue`，使用 enqueue() 函数将元素添加到队列尾部。
2. 实现一个优先级调度算法，根据优先级将任务添加到队列中。
3. 使用队列实现一个缓冲器，存储数据直到被处理。

### 参考答案1.

verilog module queue_example;
 reg [7:0] data[5];
 queue [4:0] my_queue;

 always @(posedge clk) begin if (my_queue.empty()) begin my_queue.enqueue(8'd1);
 end else if (!my_queue.full()) begin my_queue.enqueue(data[my_queue.size()]);
 end end initial begin for (int i =0; i < 5; i++) begin data[i] = $urandom;
 end end endmodule 

2.

verilog module priority_scheduler;
 reg [7:0] task[10];
 queue [9:0] my_queue;

 always @(posedge clk) begin if (my_queue.empty()) begin case (task[my_queue.size()])
8'd1: my_queue.enqueue(task[my_queue.size()]);
8'd2: my_queue.enqueue(task[my_queue.size()]);
 default: $display("Task %d has been scheduled", task[my_queue.size()]);
 endcase end else if (!my_queue.full()) begin case (task[my_queue.size()])
8'd1: my_queue.enqueue(task[my_queue.size()]);
8'd2: my_queue.enqueue(task[my_queue.size()]);
 default: $display("Task %d has been scheduled", task[my_queue.size()]);
 endcase end end initial begin for (int i =0; i < 10; i++) begin task[i] = $urandom;
 end end endmodule 

3.

verilog module buffer_example;
 reg [7:0] data[5];
 queue [4:0] my_queue;

 always @(posedge clk) begin if (my_queue.empty()) begin my_queue.enqueue(data[my_queue.size()]);
 end else if (!my_queue.full()) begin my_queue.enqueue(data[my_queue.size()]);
 end end initial begin for (int i =0; i < 5; i++) begin data[i] = $urandom;
 end end endmodule