VerilogHDL系统任务$readmemb和$readmemh

本文介绍了Verilog HDL中的系统任务$readmemb和$readmemh,用于从数据文件读取内容到存储器。这两个任务分别处理二进制和十六进制数据,文件内容要求不含位宽和格式说明。举例说明了不同情况下数据如何映射到存储器中,并给出了使用这两个系统任务时需要注意的事项。

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系统任务均可以从文件中读取数据到存储器

  1. 常用的格式:
    $readmemb("<数据文件名>",<存储器名>,<起始地址>,<终止地址>);
    $readmemb("<数据文件名>",<存储器名>,<起始地址>,<终止地址>);
    注:起始地址和终止地址可以不加。

  2. 注意事项:
    (1)被读取的文件中只能包含:空白位置(空格、换行、制表格(tab)),注释行(//形式的和//形式的都可以)、二进制和二六进制数据。
    (2)被读取的文件中不能包含位宽书名和格式说明,对于$ readmemb系统任务,每个数必须是二进制,对于$readmemh系统任务,每个数必须是十六进制。数字中可以有不定值x或X和高阻值z或Z,还可以有下画线(_)。另外,数字必须用空白位置或注释行来分隔。

  3. 例子
    如:文件data.dat内容如下:
    @002
    11111111 01010101
    00000000 10101010
    @006
    1111zzzz 00001111
    verilog程序如下:
    reg [7:0] meme[0:7];
    $readmemb(“data.dat”,meme);
    则寄存器中的内容如下:
    meme[0]=xxxxxxxx;
    meme[1]=xxxxxxxx;
    meme[2]=11111111;
    meme[3]=01010101;
    meme[4]=00000000;
    meme[5]=10101010;
    meme[6]=1111zzzz;
    meme[7]=00001111;
    如果程序如下:
    reg [15:0] meme[0:7]; //一个地址存储16bit数据
    $readmemb(“data.dat”,meme);
    则结果如下:
    meme[0]=xxxxxxxxxxxxxxxx;
    meme[

<think>我们正在讨论Verilog HDL中的$readmemh系统任务,它用于将文件内容加载到存储器(memory)中。 根据引用[1][2],我们了解到$readmemh用于读取十六进制格式的文件,文件格式要求是每行一个数据,数据可以是二进制或十六进制(但注意$readmemh是读取十六进制,而$readmemb用于读取二进制)。 文件必须是纯文本,不能有注释或其他内容。 使用语法: $readmemh("文件名", 存储器名, [起始地址], [结束地址]); 其中,起始地址结束地址是可选的,用于指定加载到存储器的地址范围。如果不指定,则从存储器的起始地址开始加载,直到文件结束或存储器满。 步骤: 1. 在Verilog代码中声明一个存储器数组(reg数组)。 2. 使用$readmemh在initial块中加载文件。 示例: 假设我们有一个COE文件(实际上COE文件通常用于Xilinx,但我们可以将其内容提取为纯十六进制文本文件),或者直接使用一个文本文件,每行一个十六进制数。 例如,文件名为"data.hex",内容如下: 00 11 22 33 我们要加载到一个深度为4,宽度为8位的存储器中。 代码示例: ``` module memory_loader; reg [7:0] mem [0:3]; // 声明一个4个8位元素的存储器 initial begin $readmemh("data.hex", mem); // 将文件内容加载到mem中 // 可选:读取后可以打印出来检查 for (integer i=0; i<4; i=i+1) $display("mem[%0d] = %h", i, mem[i]); end endmodule ``` 注意:文件路径可以是绝对路径或相对路径(相对于仿真运行目录)。如果文件不在当前目录,需要指定正确路径。 另外,引用[2]提到,数据文件必须是ASCII文本文件,每一行表示一个地址的数据,数据用十六进制表示(对于$readmemh),不能有注释或其他内容。 常见问题: 1. 文件路径错误:确保文件位于正确的路径,或者使用绝对路径。 2. 数据格式错误:文件内不能包含非十六进制字符(如空格、注释等),每行一个数据。 3. 存储器大小文件行数不匹配:如果文件行数超过存储器深度,多余行会被忽略;如果少于,则剩余存储器位置保持原值(未初始化)。 如果需要初始化块存储器(Block RAM,BRAM),在FPGA设计中,通常也会使用$readmemh在初始时加载内容,这样综合工具会将其初始化为BRAM的内容。 因此,使用$readmemh将文件载入到内存(存储器)的步骤如上所述。 相关问题: 1. $readmemh$readmemb有什么区别? 2. 在Verilog中,如何初始化一个存储器? 3. 使用$readmemh时,如果文件行数少于存储器深度,会发生什么? 4. 如何为FPGA的BRAM初始化内容? 5. 在Verilog中,存储器(memory)是如何声明的?</think>### 如何使用 `$readmemh` 将文件载入到内存 在 Verilog HDL 中,`$readmemh` 是用于将十六进制数据文件预加载到存储器(Memory)的系统任务。以下是详细步骤注意事项: #### 1. **声明存储器数组** 在模块中声明一个寄存器数组作为存储器: ```verilog module memory_module; reg [7:0] mem [0:1023]; // 深度 1024,宽度 8 位的存储器 endmodule ``` #### 2. **准备数据文件** 创建纯文本文件(如 `init_data.hex`),**每行一个十六进制值**,无注释或额外字符: ``` 1A 2B 3C ``` #### 3. **调用 `$readmemh`** 在 `initial` 块中调用任务加载文件: ```verilog initial begin $readmemh("init_data.hex", mem); // 加载到 mem 存储器 end ``` - **参数说明**: - `"init_data.hex"`:文件路径(支持绝对或相对路径) - `mem`:目标存储器名称 - 可选:可指定加载地址范围,如 `$readmemh("data.hex", mem, 0, 511);` #### 4. **仿真验证** 读取数据验证加载结果: ```verilog initial begin #10; // 等待加载完成 $display("mem[0] = %h", mem[0]); // 输出:mem[0] = 1A end ``` --- ### ⚠️ 关键注意事项 1. **文件格式要求**: - 必须为纯十六进制文本(如 `A3`),**无前缀**(如 `0x`)、注释或空行[^2]。 - 行数必须 ≤ 存储器深度(多余行被忽略)。 2. **路径问题**: - 使用相对路径(如 `../data/file.hex`)或绝对路径。 - 仿真器工作目录需包含文件。 3. **综合与实现**: - 在 FPGA 流程中(如 Xilinx Vivado),`$readmemh` 会被综合为 BRAM 的初始内容[^1]。 - 需确保综合工具支持该语法。 --- ### 完整代码示例 ```verilog module ram ( input clk, input [9:0] addr, output reg [7:0] rd_data ); reg [7:0] mem [0:1023]; // 1K x 8 存储器 initial $readmemh("init_data.hex", mem); // 初始化 always @(posedge clk) rd_data <= mem[addr]; // 读取逻辑 endmodule ``` --- ### 相关问题 1. `$readmemh` `$readmemb` 有何区别? 2. 如何在 FPGA 综合后验证 BRAM 的初始化数据是否正确? 3. 如果数据文件行数超过存储器深度会发生什么? 4. 如何为不同地址范围加载多个数据文件? [^1]: 其中,`$readmemh` 是 Verilog 中用于读取 .COE 文件的命令,`INIT_BRAM.coe` 为初始化文件的文件名,`mem` 为存储器实例名,`addr` 表示地址。 [^2]: 数据文件必须是 ASCII 文本文件,每一行表示 RAM 中的一个地址,文件中数据应用 2 进制或 16 进制表示,不能混合使用,除了数据外不能有其它任何内容。
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