要想理解清楚SystemVerilog語言中的Upcasting和Downcasting概念，最好的方式從內存分配的角度理解。

class “e”擴展自class “c”，class “c”又繼承自class “a”。同時，class “b”擴展自class “a.”

如果我們執(zhí)行了下面的代碼：

 a a1; //base class variable
 e e1;
 e1 = new;
 a1 = e1; //assigning extended object handle 'e1' to base class variable 'a1'

當我們實例化'e1 = new()'時，同時我們實例化了class e, class c和class a。

將擴展對象句柄“e1”賦值給基類句柄a1，就是一個“upcast”。

這意味著，如果你此時你訪問“a1.i”，實際上訪問到的就是上面class a所占用的內存空間。

換句話說，“a1.i”、“c1.i”和“e1.i”實際上是不同的內容。

SystemVerilog支持Upcasting，即將擴展類句柄直接賦值給基類句柄。

 a a1;
 e e1;
 a1 = new;
 e1 = a1; //ILLEGAL

在上面的例子中，我們實例化了對象a1,此時會為對象a1分配內存空間，但是此時并沒有為對象c1和對象e1分配內存空間。

所以，如果此時我們賦值“e1 = a1”是不允許的，因為e1并沒有一個合適的物理空間去指向。

這種就是downcasting的概念，只能通過$cast()進行檢查之后（如果a1確實指向了一個足夠的內存空間e1就可以賦值）才能完成賦值。

$cast(e1,a1); //dynamic casting

首先看一個將子類句柄賦值給父類的示例:

class p_class;
bit [31:0] p_Var;
function void display();
$display("p_Var = %0d",p_Var);
endfunction
endclass

class c_class extends p_class;
bit [31:0] c_Var;

function void display( );
super.display( );
$display("c_Var = %0d",c_Var);
endfunction
endclass

module top;
initial begin
p_class p;
c_class c = new( );
c.p_Var = 10;
c.c_Var = 20;
//assigning child class handle to parent class variable
p = c;
c.display( );
end
endmodule

在這個例子中，我們聲明了一個父類“p_class”和其擴展類“c_class.”

然后賦值c_class中的屬性 c.p_Var和c.c_Var，最后進行upcasting，打印信息如下：

p_Var = 10
c_Var = 20
 V C S S i m u l a t i o n R e p o r t

因為我們在實例化c_class時，同樣為其父類p_class分配了內存空間。

相反，如果我們將父類句柄賦值給子類句柄

c = p

會得到一個編譯錯誤

Error-[SV-ICA] Illegal class assignment
testbench.sv, 32
"c = p;"
Expression 'p' on rhs is not a class or a compatible class and hence cannot
be assigned to a class handle on lhs.
Please make sure that the lhs and rhs expressions are compatible.

我們再看一個upcast的示例：

class animals;
 string color = "white";
 function void disp;
 $display("color = %s", color);
 endfunction
 endclass
 
 class bufalo extends animals;
 string color = "black";
 function void disp;
 $display("color = %s", color);
 endfunction
 endclass
 
 program tb;
 initial begin
 animals p;
 bufalo c;
 c = new( ); //allocate memory for c
 //this will allocate memory for both 'c' and 'p'
 p = c; //upcasting
 p.disp;
 c.disp;
 end
 endprogram

仿真log:

color = white
color = black

$fnish at simulation time 0
 V C S S i m u l a t i o n R e p o r t

在上面的例子中，雖然我們只是實例化了擴展類bufalo，但是同時也為父類animals分配的內存空間，所以打印了

color = white
color = black

審核編輯：劉清