1. 文件操作

Verilog具有系统任务和功能，可以打开文件、将值输出到文件、从文件中读取值并加载到其他变量和关闭文件。

1.1 Verilog文件操作

1.1.1 打开和关闭文件

module tb;

// 声明一个变量存储 file handler

integer fd;

initial begin

// 以写权限打开一个文件名为 "my_file.txt" 的新文件，并将文件柄指针存储在变量"fd"中

fd = $fopen("my_file.txt", "w");

// 关闭指向 "fd"的文件柄

$fclose(fd);

end

endmodule

Argument	Description
"r" or "rb"	可读方式打开
"w" or "wb"	创建用于写入的新文件。如果文件存在，则将其截断为零长度并覆盖
"a" or "ab"	如果文件存在，追加(在EOF时打开以写入)，否则创建一个新文件
"r+", "r+b" or "rb+"	可读可写方式打开
"w+", "w+b" or "wb+"	截断或创建以进行更新
"a+", "a+b", or "ab+"	在EOF处追加或创建新文件进行更新

1.1.2 写文件

Function	Description
$fdisplay	Similar to $display, writes out to file instead
$fwrite	Similar to $write, writes out to file instead
$fstrobe	Similar to $strobe, writes out to file instead
$fmonitor	Similar to $monitor, writes out to file instead

上述每个系统函数都以基数十进制打印值。它们还有其他三个版本，可以以二进制、八进制和十六进制打印值。

Function	Description
$fdisplay()	Prints in decimal by default
$fdisplayb()	Prints in binary
$fdisplayo()	Prints in octal
$fdisplayh()	Prints in hexadecimal

module tb;

integer fd;

integer i;

reg [7:0] my_var;

initial begin

// Create a new file

fd = $fopen("my_file.txt", "w");

my_var = 0;

$fdisplay(fd, "Value displayed with $fdisplay");

#10 my_var = 8'h1A;

$fdisplay(fd, my_var); // Displays in decimal

$fdisplayb(fd, my_var); // Displays in binary

$fdisplayo(fd, my_var); // Displays in octal

$fdisplayh(fd, my_var); // Displays in hex

// $fwrite does not print the newline char '

' automatically at

// the end of each line; So we can predict all the values printed

// below to appear on the same line

$fdisplay(fd, "Value displayed with $fwrite");

#10 my_var = 8'h2B;

$fwrite(fd, my_var);

$fwriteb(fd, my_var);

$fwriteo(fd, my_var);

$fwriteh(fd, my_var);

// Jump to new line with '

', and print with strobe which takes

// the final value of the variable after non-blocking assignments

// are done

$fdisplay(fd, "

Value displayed with $fstrobe");

#10 my_var <= 8'h3C;

$fstrobe(fd, my_var);

$fstrobeb(fd, my_var);

$fstrobeo(fd, my_var);

$fstrobeh(fd, my_var);

#10 $fdisplay(fd, "Value displayed with $fmonitor");

$fmonitor(fd, my_var);

for(i = 0; i < 5; i= i+1) begin

#5 my_var <= i;

end

#10 $fclose(fd);

end

endmodule

1.1.3 读取文件

读取一行

系统函数 $fgets 从 [hl]fd[/hd] 指定的文件中将字符读入变量 str 直到 str 被填满，或者读

取换行符并传输到 str，或者遇到 EOF 条件。

如果在读取过程中发生错误，则返回代码零。否则返回读取的字符数。

1.1.3.1 检测 EOF

当找到 EOF 时，系统函数 $feof 返回一个非零值，否则对于给定的文件描述符作为参数返回零。

module tb;

reg[8*45:1] str;

integer fd;

initial begin

fd = $fopen("my_file.txt", "r");

// Keep reading lines until EOF is found

while (! $feof(fd)) begin

// Get current line into the variable 'str'

$fgets(str, fd);

// Display contents of the variable

$display("%0s", str);

end

$fclose(fd);

end

endmodule

1.1.3.2 fdisplay 的多个参数

当给$fdisplay多个变量时，它只是按给定的顺序一个接一个地打印所有变量，没有空格。

module tb;

reg [3:0] a, b, c, d;

reg [8*30:0] str;

integer fd;

initial begin

a = 4'ha;

b = 4'hb;

c = 4'hc;

d = 4'hd;

fd = $fopen("my_file.txt", "w");

$fdisplay(fd, a, b, c, d);

$fclose(fd);

end

endmodule

1.1.4 将数据格式化为字符串

系统函数中的第一个参数 $sformat 是放置结果的变量名。第二个参数是format_string，它告诉如何将以下参数格式化为字符串。

module tb;

reg [8*19:0] str;

reg [3:0] a, b;

initial begin

a = 4'hA;

b = 4'hB;

// Format 'a' and 'b' into a string given

// by the format, and store into 'str' variable

$sformat(str, "a=%0d b=0x%0h", a, b);

$display("%0s", str);

end

endmodule

1.2 sv文件操作

System Verilog 允许我们读取和写入磁盘中的文件。

1.2.1 打开关闭文件

可以使用 $fopen() 系统任务打开文件进行读取或写入。该任务将返回一个称为文件描述符的 32位整数句柄。这个句柄应该用于读取和写入该文件，直到它被关闭。文件描述符可以用$fclose() 系统任务关闭。一旦文件描述符关闭，就不允许进一步读取或写入文件描述符。

例子：在下面显示的代码中，我们将声明一个名为 fd的int变量来保存文件描述符。 fd 最初为零，并从$fopen()中获取有效值，可以检查文件是否成功打开。该文件最终在执行$fclose()时关闭。

module tb;

initial begin

// 1. Declare an integer variable to hold the file descriptor

int fd;

// 2. Open a file called "note.txt" in the current folder with a "read permission

// If the file does not exist, then fd will be zero

fd = $fopen ("./note.txt", "r");

if (fd) $display("File was opened successfully : %0d", fd);

else $display("File was NOT opened successfully : %0d", fd);

// 2. Open a file called "note.txt" in the current folder with a "write permission

// "fd" now points to the same file, but in write mode

fd = $fopen ("./note.txt", "w");

if (fd) $display("File was opened successfully : %0d", fd);

else $display("File was NOT opened successfully : %0d", fd);

// 3. Close the file descriptor

$fclose(fd);

end

endmodule

在仿真结束之前关闭所有打开的文件以将内容完全写入文件很重要。

1.2.2 以读取和附加模式打开

默认情况下，文件以写入 w 模式打开。通过提供正确的模式类型，也可以在其他模式下打开文件。下表显示了可以打开文件的所有不同模式。

例子:在下面的代码中，我们将看到如何使用上表中描述的不同文件访问模式。

module tb;

 initial begin

 int fd_w, fd_r, fd_a, fd_wp, fd_rp, fd_ap;

 fd_w = $fopen ("./todo.txt", "w"); // Open a new file in write mode a

 fd_r = $fopen ("./todo.txt", "r"); // Open in read mode

 fd_a = $fopen ("./todo.txt", "a"); // Open in append mode

 if (fd_w) $display("File was opened successfully : %0d", fd_w);

 else $display("File was NOT opened successfully : %0d", fd_w)

 if (fd_r) $display("File was opened successfully : %0d", fd_r);

 else $display("File was NOT opened successfully : %0d", fd_r)

 if (fd_a) $display("File was opened successfully : %0d", fd_a);

 else $display("File was NOT opened successfully : %0d", fd_a)

 // Close the file descriptor

 $fclose(fd_w);

 $fclose(fd_r);

 $fclose(fd_a);

 end

endmodule

从下面的日志可以看出，这三个变量都有不同的值，每个变量都指向同一个文件，但访问权限不同。

1.2.3 读取和写入文件

文件应以写入 w 模式或附加 a 模式打开。系统任务如 $fdisplay() 和 $fwrite() 可用于将格式化字符串写入文件。这些任务的第一个参数是文件描述符句柄，第二个参数是要存储的数据。要读取文件，必须以读取 r 模式或读写 r+ 模式打开它。 $fgets() 是一个系统任务，它将从文件中读取一行。如果这个任务被调用 10 次，那么它将读取 10 行。

例子:下面显示的代码演示了如何使用 $fdisplay() . 然后以读取模式打开文件，并使用 $fgets() 本地变量将内容读回。然后使用标准显示任务$display()打印出来。

module tb;

int fd; // Variable for file descriptor handle

string line; // String value read from the file

initial begin

// 1. Lets first open a new file and write some contents into it

fd = $fopen ("trial", "w");

// Write each index in the for loop to the file using $fdisplay

// File handle should be the first argument

for (int i = 0; i < 5; i++) begin

$fdisplay (fd, "Iteration = %0d", i);

end

// Close this file handle

$fclose(fd);

// 2. Let us now read back the data we wrote in the previous step

fd = $fopen ("trial", "r");

// Use $fgets to read a single line into variable "line"

$fgets(line, fd);

$display ("Line read : %s", line);

// Get the next line and display

$fgets(line, fd);

$display ("Line read : %s", line);

// Close this file handle

$fclose(fd);

end

endmodule

1.2.4 阅读直到文件结束

在前面的示例中，我们 $fgets() 两次使用系统任务从文件中读取两行。SystemVerilog 有另一个任务调用 $feof() ，当到达文件末尾时返回 true。这可以在循环中使用，如下所示以读取文件的全部内容。

例子

module tb;

int fd; // Variable for file descriptor handle

string line; // String value read from the file

initial begin

// 1. Lets first open a new file and write some contents into it

fd = $fopen ("trial", "w");

for (int i = 0; i < 5; i++) begin

$fdisplay (fd, "Iteration = %0d", i);

end

$fclose(fd);

// 2. Let us now read back the data we wrote in the previous step

fd = $fopen ("trial", "r");

while (!$feof(fd)) begin

$fgets(line, fd);

$display ("Line: %s", line);

end

// Close this file handle

$fclose(fd);

end

endmodule

1.2.5 解析值的行

SystemVerilog 有另一个名为的系统任务 $fscanf() ，它允许我们扫描并获取某些值。

例子

module tb;

int fd; // Variable for file descriptor handle

int idx;

string str;

initial begin

// 1. Lets first open a new file and write some contents into it

fd = $fopen ("trial", "w");

for (int i = 0; i < 5; i++)

$fdisplay (fd, "Iteration = %0d", i);

$fclose(fd);

// 2. Let us now read back the data we wrote in the previous step

fd = $fopen ("trial", "r");

// fscanf returns the number of matches

while ($fscanf (fd, "%s = %0d", str, idx) == 2) begin

$display ("Line: %s = %0d", str, idx);

end

// Close this file handle

$fclose(fd);

end

endmodule

1.2.6 多通道文件描述符

mcd是一个 32 位压缩数组值，其中设置了一个位，指示打开哪个文件。mcd 的 LSB 总是指标准输出。输出被定向到使用多通道描述符打开的两个或多个文件，方法是将它们的mcd按位或运算在一起，并写入结果值。

1.3 范围解析运算符::

范围解析运算符 :: 用于引用类范围内的标识符。范围解析运算符 :: 的左侧应该是类类型名称、包名称、覆盖组类型名称、覆盖点或交叉名称、 typedef 名称。运算符的右侧应该是一个标识符，如变量或方法名称。

1.3.1 使用范围解析运算符原因

类和其他作用域可以具有相同的标识符名称，并且如果在未指定作用域的情况下被引用，则可能会产生命名空间冲突。范围解析运算符 :: 唯一标识给定类的成员或参数。它们还用于从类外部访问类的静态变量和方法、参数和局部参数。它还允许从子类中访问基类的公共和受保护成员。

1.3.2 例子

1.3.2.1 定义外部函数

class ABC;

int data;

extern virtual function void display();

endclass

// Definition of an external function using scope

// resolution operator

function void ABC::display();

$display("data = 0x%0h", data);

endfunction

module tb;

initial begin

ABC abc = new();

abc.data = 32'hface_cafe;

abc.display();

end

endmodule

1.3.2.2 访问静态方法和函数

class ABC;

static int data;

static function void display();

$display("data = 0x%0h", data);

endfunction

endclass

module tb;

initial begin

ABC a1, a2;

// Assign to static variable before creating

// class objects, and display using class_type and

// scope resolution operator

ABC::data = 32'hface_cafe;

ABC::display();

a1 = new();

a2 = new();

$display ("a1.data=0x%0h a2.data=0x%0h", a1.data, a2.data);

end

endmodule

1.3.2.3 使用包

package my_pkg;

typedef enum bit {FALSE, TRUE} e_bool;

endpackage

module tb;

bit val;

initial begin

// Refer to types that have been declared

// in a package. Note that package has to

// be included in compilation but not

// necessarily "imported"

val = my_pkg::TRUE;

$display("val = 0x%0h", val);

end

endmodule

1.3.2.4 避免命名空间冲突

package my_pkg;

typedef enum bit {FALSE, TRUE} e_bool;

endpackage

import my_pkg::*;

module tb;

typedef enum bit {TRUE, FALSE} e_bool;

initial begin

e_bool val;

// Be explicit and say that TRUE from my_pkg

// should be assigned to val

val = my_pkg::TRUE;

$display("val = 0x%0h", val);

// TRUE from current scope will be assigned to

// val

val = TRUE;

$display("val = 0x%0h", val);

end

endmodule

巴特西

verilog 和system verilog 文件操作

1. 文件操作

1.1 Verilog文件操作

1.1.1 打开和关闭文件

1.1.2 写文件

1.1.3 读取文件

1.1.3.1 检测 EOF

1.1.3.2 fdisplay 的多个参数

1.1.4 将数据格式化为字符串

1.2 sv文件操作

1.2.1 打开关闭文件

1.2.2 以读取和附加模式打开

1.2.3 读取和写入文件

1.2.4 阅读直到文件结束

1.2.5 解析值的行

1.2.6 多通道文件描述符

1.3 范围解析运算符::

1.3.1 使用范围解析运算符原因

1.3.2 例子

1.3.2.1 定义外部函数

1.3.2.2 访问静态方法和函数

1.3.2.3 使用包

1.3.2.4 避免命名空间冲突

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