将 Verilog 中的二进制文件数据读入二维数组

Question

我有一个要从二进制文件加载的数组：

parameter c_ROWS = 8;
parameter c_COLS = 16;
reg [15:0]  r_Image_Raw[0:c_ROWS-1][0:c_COLS-1];

我的输入文件是二进制数据，256 字节长（与 r_Image_Raw 的总空间相同）。我尝试使用$fread 来完成此操作，但它仅适用于最后一行的第 4 列：

n_File_ID = $fopen(s_File_Name, "r");
n_Temp = $fread(r_Image_Raw, n_File_ID);

我也尝试过为此使用$fscanf，但在打开综合工具时出现有关打包类型的错误：

while (!$feof(n_File_ID))
  n_Temp = $fscanf(n_File_ID, "%h", r_Image_Raw);

我觉得这应该很容易做到。我是否创建了一个 2D for 循环并循环通过 r_Image_Raw 变量，一次读取 16 位？我觉得应该没那么复杂。

Answer 1

我意识到我的错误。应该是：

n_File_ID = $fopen(s_File_Name, "rb");
n_Temp = $fread(r_Image_Raw, n_File_ID);

我使用“r”而不是“rb”来指定它是一个二进制文件。有趣的是，“r”确实适用于大多数数据，但无法从文件中读取最后约 13 个位置。

Answer 2

试试这个。

f_bin       = $fopen(s_File_Name,"rb");

for (r = 0; r < c_ROWS; r = r+1) begin
    for (c = 0; c < c_COLS; c = c+1) begin
        f = $fread(r16,f_bin); 
        r_Image_Raw[r][c] =  r16;   
    end
end

看到 $fread(r16,f_bin) 第一个参数是 reg，第二个 - 文件！

Answer 3

下面是一个使用 systemverilog 从二进制文件读取的示例。

如 IEEE SV 标准文档中所示，"nchar_code" 将返回读取的字节数/字符数。如果在最后一次读取时已经达到 EOF，则此数字将为零。 请注意，“nchar_code”可以为零但尚未达到 EOF，如果数据文件末尾有空格或返回，则会发生这种情况。

您可以使用 $fread 函数控制要读取的字节数。这是通过以下示例的“data_write_temp”或“mem”的类型定义来完成的。如果 "data_write_temp" 变量的长度为 16 位，那么每次调用 $fread 时它将读取 16 位。此外，$fread 将返回“nchar_code=2”，因为 16 位是 2 字节。如果示例中的“data_write_temp”为 32 位，则 $fread 将读取 nchar_code=4bytes(32bits)。您还可以定义一个数组，$fread 函数将尝试填充该数组。

让我们定义一个多维数组mem。

 logic [31:0] mem [0:2][0:4][5:8];

在示例单词内容中，wzyx，

-w shows the start of the word
-z corresponds to words of the [0:2] dimension (3 blocks).
-y corresponds to words of the [0:4] dimension (5 rows).
-x corresponds to words of the [5:8] dimension (4 columns).

文件的结构如下（注意@z 显示z 维度块）：

@0 w005 w006 w007 w008
   w015 w016 w017 w018
   w025 w026 w027 w028
   w035 w036 w037 w038
   w045 w046 w047 w048
@1 w105 w106 w107 w108
   w115 w116 w117 w118
   w125 w126 w127 w128
   w135 w136 w137 w138
   w145 w146 w147 w148
@2 w205 w206 w207 w208
   w215 w216 w217 w218
   w225 w226 w227 w228
   w235 w236 w237 w238
   w245 w246 w247 w248

在前面的结构中，数字表示每个维度的索引。 例如w048 表示，索引 z = 0，索引 y= 4 和索引 x= 8 上的单词 w（32 位）值。

现在，您可以通过多种方式阅读本文。 您可以使用上面声明的类型“mem”在single shot 中读取所有内容，或者您​​可以执行while 循环，直到EOF 使用32 位的“data_write_temp”变量读取32 位的片段。如果您想对每个单词片做一些检查并且您对内存值不感兴趣，那么循环很有趣。

如果选择多维数组/单次读取，则可以使用 $fread 或使用 SV 标准中定义的特定函数 $readmemh。

 $readmemh("mem.data", mem, 1, (3*5*4));

等价于

 $readmemh("mem.data", mem);

$readmemh 让您无需打开/关闭文件。

如果您使用 $fread 进行单次读取

  logic [31:0]          mem [0:2][0:4][5:8];
  register_init_id      = $fopen("mem.data","rb");                 
  nchar_code = $fread(mem, register_init_id);   
  if (nchar_code!=(3*5*4)*4)) begin 
  `uvm_error("do_read_file", $sformatf("Was not possible to read the whole expected bytes")); 
  end    
  $fclose(register_init_id);

如果您想使用 32b 字读取进行循环。然后看下面的例子。

该示例使用从文件中读取的数据使用 AHB 验证组件写入 AHB 总线。

    logic [31:0] data_write_temp;
    ...
    //DO REGISTER FILE
    register_init_id      = $fopen("../../software/binary.bin","rb");
    if (register_init_id==0) begin `uvm_error("do_read_file", $sformatf("Was not possible to open the register_init_id file")); end 
    count_32b_words=0;
    while(!$feof(register_init_id)) begin            
        nchar_code = $fread(data_write_temp, register_init_id);
        if ((nchar_code!=4)||(nchar_code==0)) begin
            if (nchar_code!=0) begin
                `uvm_error("do_read_file", $sformatf("Was not possible to read from file a whole 4bytes word:%0d",nchar_code));
            end
        end else begin
            tmp_ahb_address = (pnio_pkg::conf_ahb_register_init_file_part1 + 4*count_32b_words);        
            data_write_temp = (data_write_temp << 8*( (tmp_ahb_address)%(DATAWIDTH/(8))));//bit shift if necessary not aligned to 4 bytes        
            `uvm_create_on(m_ahb_xfer,p_sequencer.ahb0_seqr);                         
            assert(m_ahb_xfer.randomize(* solvefaildebug *) with {                                       
                    write  == 1;//perform a write
                    HADDR  == tmp_ahb_address;
                    HSIZE  == SIZE_32_BIT;
                    HBURST == HBURST_SINGLE;
                    HXDATA.size() == 1; //only one data for single bust
                    HXDATA[0]  == data_write_temp;
                }) else $fatal (0, "Randomization failed");                //end assert   
            `uvm_send(m_ahb_xfer);                  
            count_32b_words++;
        end //end if there is a word read
    end //end while    
    $fclose(register_init_id);