各種好用的 SystemVerilog 語法 (066) - typedef (union)
前面說明了 SystemVerilog typedef 在整數、struct、enum都能大幅簡化 verilog 程式碼，進一步降低 code 出錯的可能性，這邊再講最後一個 enum 的用法。
繼續使用 MIPS instruction 當作例子，展示 SystemVerilog 提供的 struct 功能
仔細分析他的排法，可以發現除了 opcode 之外，剩下的 26-bit 代表的意義有三種可能性（這邊為了節省版面就 hardcode bit 數了）。
1typedef struct packed {
2 logic [5:0] opcode;
3 // remaining 26 bits
4} MipsInstructionType;
那麼，這邊的 26-bit 資料要怎麼寫呢？首先，i-type, r-type 都是另外的一個 struct，需要另外實做兩個 MipsNonOpcodeRtype 以及 MipsNonOpcodeItype。
最後，j-type 單一整數就不用特別處理，把這兩個 struct 跟 26-bit 的整數包成一個 union。
1typedef struct packed {
2 logic [4:0] rs;
3 logic [4:0] rt;
4 logic [4:0] rd;
5 logic [4:0] shamt;
6 logic [5:0] funct;
7} MipsNonOpcodeRtype;
8
9typedef struct packed {
10 logic [4:0] rs;
11 logic [4:0] rt;
12 logic [15:0] immediate;
13} MipsNonOpcodeItype;
14
15typedef union packed {
16 MipsNonOpcodeItype rtype;
17 MipsNonOpcodeItype itype;
18 logic [25:0] jtype_address;
19} MipsNonOpcode;
1typedef struct packed {
2 logic [5:0] opcode;
3 MipsNonOpcode non_opcode;
4} MipsInstructionType;
5
6MipsInstructionType inst;
7always_comb begin
8 inst = 32'h89abcdef;
9 if (inst.opcode == /*Some i-type code*/) begin
10 inst.itype.immediate = ...;
11 end else if (inst.opcode == /*Some j-type code*/) begin
12 inst.jtype_address = ...;
13 end
14end
可以看到，只要 union 定義好，所有的 decode 馬上完成，所有 field 都可以用 c-style 的方式 access，大大減少了出錯的風險。
雖然 union 使用上很精簡，但是我的經驗上，如果 union 的結構有好幾層，其實不是很好 trace，struct/union 的命名也會很混亂（命名很難想，像是 NonOpcode 是什麼爛名字）。我也試過上面雖然可以把 immediate 也用 union 實做，當下就覺得可讀性就已經有點差了，因此建議使用到 union 的時候不要太深，或是要仔細斟酌一下 code 真的有變好讀嗎。
舉例而言，可能有人覺得，如果把 j-type 包裝成只有一個 member 的 struct，寫法會比較對稱，但是我覺得真的很囉唆。
1typedef struct packed {
2 logic [25:0] address;
3} MipsNonOpcodeJtype;
4
5typedef union packed {
6 MipsNonOpcodeRtype rtype;
7 MipsNonOpcodeItype itype;
8 MipsNonOpcodeJtype jtype;
9} MipsNonOpcode;
10
11assign inst.jtype.address = ...;