结构体
结构包含具有不同大小的不同数据类型，这些数据类型分组在一个结构体名称下。默认情况下，结构体最初是未压缩的形式，但可以使用“packed”关键字将其转换为压缩结构。
结构与普通数组不同，因为数组仅使用相同类型和大小的元素，而结构体使用不同的数据类型。使用“struct”关键字声明的非压缩结构。
下图显示了 System Verilog 中不同类型的结构体。
- 压缩结构体
- 非压缩结构体
非压缩结构体
非压缩结构是默认的结构语法，与普通结构体相同。不同的变量在结构内部保存不同的数据，称为结构成员。结构成员被视为自变量。当我们想给结构体的成员赋值时，可以使’structure name. variable’的方式访问。
赋值给结构体成员：
structure name = ‘{value1, value2, value3};
赋值的替代方法：
structure name = ‘{variable1 : value1 , variable2 : value2 , variable 3 : value3};
该方法一步完成初始化。变量和值可以用冒号“.”分隔。
语法：
struct{list of different types of variables with sizes} structure name;
示例：
struct{string name;bit[15:0] salary;byte id;} employee_s;
下图显示了非压缩结构的数据对齐情况。
‘string’ 为 sam 占用 24 位，这里 string 被视为 ascii 字符。然后 16 位表示位[15:0]，8 位表示字节。这里比特流大小是 48。未压缩的结构比压缩的结构具有更多的内存占用。
压缩结构体
压缩结构体可以使用 Packed 关键字显式完成。它以指定的顺序以连续形式存储结构体的所有成员。在 RTL 代码中，压缩结构体被视为单个向量，结构体中的每个数据类型都表示为位字段。整个结构体在内存中毫无间隙地压缩在一起。只有压缩数据类型（如 bit , logic and integer 数据类型）才允许在压缩结构体中使用。
注意：如果结构体不能表示为向量，则无法压缩。
语法：
typedef struct packed{list of different types of variables with sizes} structure name;
示例：
typedef struct packed{byte id;bit[7:0]experience;logic[15:0]salary;}employee_ details_s;
下图展示了压缩结构体的数据对齐情况。
“字节”占用 8 位，位[7:0] 为 8 位，逻辑[15:0] 为 16 位。这里比特流大小为 32 位。压缩结构比非压缩结构占用空间更小。
压缩结构和非压缩结构的区别
| 压缩结构 | 非压缩结构 |
|---|---|
| struct Packed 关键字用于定义压缩结构 | struct 关键字用于定义解包结构 |
| 由于单 bit 数据声明，内存占用更小 | 更大的内存占用，因为它包含所有数据类型 |
| 不能使用字符串数据类型，仅允许使用压缩数据类型和整数数据类型 | 可以使用所有数据类型。 |
| 它用在RTL代码中，因为它可以综合代码 | 它不在RTL代码中使用，因为它无法通过综合工具综合 |
| 整个结构体压缩在一起，没有内存间隙 | 未压缩结构体没有压缩 |
联合体
联合体类似于结构体，但联合体共享内存位置。最大数据类型大小将是联合体中所有成员的内存大小。 “union”关键字用于定义联合体。它们有两种类型：压缩联合体和非压缩联合体。
非压缩联合体
非压缩联合体使用关键字“union”关键字。它使用 int、byte、bit、logic 等数据类型。整个联合成员只应采用最大的数据类型大小。在这种情况下，有时整个内存空间可能不会被所有联合体成员使用。一个变量的值更改也会影响联合体内的其他成员。
语法：
union {list of elements} Union_name
示例：
union {int x;byte y;} data_u;
非压缩联合体的数据对齐：
下图展示了非压缩联合体的数据对齐
图显示“int”占用 32 位，“byte”占用 8 位。但在非压缩的联合体中，所有成员共享内存。这里“int”是最大的数据类型，因此联合体中的所有其他成员共享 32 位。
压缩联合体
压缩联合体由“union Packed”关键字定义。它仅使用相同类型的元素，例如具有相同大小的 ‘bit’ 、 ’logic’ 、 ‘reg’ 。这是压缩联合体的限制之一。
语法：
typedef union packed {list of different elements} Union_name;
示例：
typedef union packed {bit [7:0];bit [7:0];} abc_u ;
非压缩联合体的数据对齐：
下图展示了压缩联合体的数据对齐
该图显示使用位数据类型和 8 位大小。在打包联合内部，所有成员应该是相同类型的元素和相同的大小。这里为所有联合成员分配了 8 位大小。
结构体和联合体的区别
| 结构体 | 联合体 |
|---|---|
| struct关键字用于创建结构体变量 | union关键字用于定义联合体变量 |
| 一次处理不同类型的元素 | 一次处理单一类型的元素 |
| 每个结构元素单独获取内存 | 每个元素分别地共享内存空间 |
| 其他元素改变时，元素的值不会改 | 元素值改变时，该元素值也会改变 |
| 结构体变量大小等于或大于元素之和 | 联合体变量的大小与最大数据类型的大小相同 |
