一种可重用constraint的实现方法
近期看到一种关于约束的复用方法，总结分享如下。
在不同的用例中，随机参数的随机约束不会完全一致，最典型的就是错误或者异常用例的非法取值约束。对于这种不同的约束，常见的处理办法就是继承，并重写原有参数的约束，如下所示。
class item;rand bit[3:0] a;constraint c{ a > 0;}//....endclassclass abnormal_item;constraint c{ a == 0;//覆盖原有的a>0约束}//....endclass
除了存在可能的过度继承问题，继承方式是一种静态的is-a关系，一旦abnormal_item确定后，参数的约束就已确定，不具备动态添加或者删除约束的能力。
到这里，提一下decorator pattern(装饰者模式)。decorator pattern大致是一种这样的思路：
在decorator pattern的结构中，可以动态地给一个对象添加新的功能，同时又不改变其结构，将对象的行为分为核心功能和可选功能。核心功能指对象最基本的职责，而可选功能则是在不改变核心职责的情况下增加的功能。通过使用装饰者模式，可以动态地将可选功能装饰在核心功能之上，使对象的功能更加灵活......
借鉴类似的思路，可以将随机参数和其约束分离开来，将随机约束视作对原参数的装饰，进而达到动态、可复用随机约束的目的。
一个实例的类图结构如下：
在这种结构下，大致分为两层：
第一层是包含随机参数的激励定义层，item仅包含随机参数的声明，不包含参数的约束内容。constrainted_item继承于item，不包含直接的参数约束，而是通过add_instance_cons方法，动态的添加对随机参数的约束。
第二层是约束实现层，抽象类abstract_constraint仅包含item类，不实现对tem参数的具体约束，不同的约束由可重用的子类实现，即图中的reusable_cons实现。
相关参考代码如下。
随机参数定义：
class item; rand int val;endclassclass constrained_item extends item; `constraints_utils(item)endclass
抽象和约束实现定义：
virtual class abstract_constraint #(type t = int); protected t object; function void set_object(t object); this.object = object; endfunctionendclassclass only_even_values extends abstract_constraint #(item); constraint c { object.val % 2 == 0; }endclass
动态添加约束和随机：
initial begin automatic constrained_item i = new(); automatic only_even_values only_even = new(); i.add_instance_constraint(only_even); repeat (100) begin if (!i.randomize()) $fatal(0, randomization failure); //.... endend
上述的constraints_utils实现代码如下：
`define constraints_utils(type) ... local rand constraints::abstract_constraint #(type) instance_constraints[$]; function void add_instance_constraint(constraints::abstract_constraint #(type) c); constraints::abstract_constraint #(type) c_copy = new c; c_copy.set_object(this); instance_constraints.push_back(c_copy); endfunction ...
可以看到，constrained_item内部包含了一个rand类型的instance_constraints队列，用于存储分离约束的句柄。同时only_even_values内也包含了指向constrained_item的句柄。当constrained_item进行randomize时，instance_constraints队列也会随机，在only_even_values内完成对constrained_item的参数约束。
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class item;rand bit[3:0] a;constraint c{ a > 0;}//....endclassclass abnormal_item;constraint c{ a == 0;//覆盖原有的a>0约束}//....endclass
除了存在可能的过度继承问题，继承方式是一种静态的is-a关系，一旦abnormal_item确定后，参数的约束就已确定，不具备动态添加或者删除约束的能力。
到这里，提一下decorator pattern(装饰者模式)。decorator pattern大致是一种这样的思路：
在decorator pattern的结构中，可以动态地给一个对象添加新的功能，同时又不改变其结构，将对象的行为分为核心功能和可选功能。核心功能指对象最基本的职责，而可选功能则是在不改变核心职责的情况下增加的功能。通过使用装饰者模式，可以动态地将可选功能装饰在核心功能之上，使对象的功能更加灵活......
借鉴类似的思路，可以将随机参数和其约束分离开来，将随机约束视作对原参数的装饰，进而达到动态、可复用随机约束的目的。
一个实例的类图结构如下：
在这种结构下，大致分为两层：
第一层是包含随机参数的激励定义层，item仅包含随机参数的声明，不包含参数的约束内容。constrainted_item继承于item，不包含直接的参数约束，而是通过add_instance_cons方法，动态的添加对随机参数的约束。
第二层是约束实现层，抽象类abstract_constraint仅包含item类，不实现对tem参数的具体约束，不同的约束由可重用的子类实现，即图中的reusable_cons实现。
相关参考代码如下。
随机参数定义：
class item; rand int val;endclassclass constrained_item extends item; `constraints_utils(item)endclass
抽象和约束实现定义：
virtual class abstract_constraint #(type t = int); protected t object; function void set_object(t object); this.object = object; endfunctionendclassclass only_even_values extends abstract_constraint #(item); constraint c { object.val % 2 == 0; }endclass
动态添加约束和随机：
initial begin automatic constrained_item i = new(); automatic only_even_values only_even = new(); i.add_instance_constraint(only_even); repeat (100) begin if (!i.randomize()) $fatal(0, randomization failure); //.... endend
上述的constraints_utils实现代码如下：
`define constraints_utils(type) ... local rand constraints::abstract_constraint #(type) instance_constraints[$]; function void add_instance_constraint(constraints::abstract_constraint #(type) c); constraints::abstract_constraint #(type) c_copy = new c; c_copy.set_object(this); instance_constraints.push_back(c_copy); endfunction ...
可以看到，constrained_item内部包含了一个rand类型的instance_constraints队列，用于存储分离约束的句柄。同时only_even_values内也包含了指向constrained_item的句柄。当constrained_item进行randomize时，instance_constraints队列也会随机，在only_even_values内完成对constrained_item的参数约束。
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