Verilog语言实现读写txt文件方法

随着项目难度递增，例如AI芯片设计，不免需要验证Verilog的功能性，那么输入可以是测试集.txt，输出为预测结果/精确率.txt。下面讲解一下Verilog如何实现读写txt文件

一、读txt文件

1、准备一个txt文件
MATLAB上生成的txt文件的格式为每行一个数据，与coe文件不同的是，数据之间没有逗号。由于verilog的读txt的系统函数仅仅能识别十六进制和二进制数据，一般情况下，将数据转换为十六进制数比较方便。当数据为有符号数时，可以采用下面的方式生成txt文件：

% 生成20个随机的int16类型数据
data_signed = int16(randi([-32768, 32767], 1, 20));

% 打开文件准备写入
fid = fopen('data_signed.txt', 'w');

% 将data_signed数组中的数据转换为无符号整数并以16进制格式写入文件
fprintf(fid, '%04x\r\n', typecast(data_signed, 'uint16'));

% 关闭文件
fclose(fid);

其中，typecast(int16(data_signed),‘uint16’) 可以将数据转变为补码形式。同时，需要注意的是，在换行中，需要采用’\r\n‘，不能仅仅使用’\r’
2、在testbench上读写
读txt文件时，一般选择先将txt中的数据置入寄存器memory中，然后按照地址读出memory中的数据。

reg  [15:0] mem [0:1023];
reg  [9:0] addr ;
reg  [11:0]data_out ;
initial
begin
  $readmemh("E:/self-study/VIVADO_workspace/prj/data_signed.txt",mem);
  addr  = 10'd0;
end
always #10
begin
  data_out  =  mem[addr][11:0];
  addr = addr + 10'd1;
end

需要注意的是，txt文件的地址不能出错，另外，注意地址分隔符需要用’/‘，windos系统中的’\‘需要对应改过来才能使用。

二、写txt文件

integer handle;
initial
begin
 handle  =  $fopen("E:/self-study/VIVADO_workspace/prj/data_out.txt");
end
always@(posedge sys_clk)
begin
  if(data_in_valid)
    begin
      $fdisplay(handle,"%d",data_out);
    end
end

利用initial函数初始化handle的值，另外，地址分隔符同样要改回来。

如果仿真之后，txt文件中并没有内容，可以尝试刷新一下txt文件。如果还没有内容出现，则就是txt文件没有关闭造成的，解决方法有两种：
①直接关闭xsim仿真程序，此时txt文件自动关闭，内容出现。
②使用$fclose函数关闭文件，如果使能变量aagc_in_valid是一段高电平信号，则可以检测该信号的下降沿，在此时关闭文件即可：

  reg [2:0] valid_reg;
  always@(posedge sys_clk)
    begin
      valid_reg    <=    {valid_reg[1:0],data_in_valid};
      if(valid_reg  == 3'b110)
        begin
          $fclose(handle);
        end
    end

甚至于，直接写一个计数器，也是可以的。

$display语句的使用

在功能仿真阶段调试程序时，$display是很有用的一段程序，它和java，c语言中的打印语句使用方法是相似的，可以把变量和语句运行状况打在TCL log的窗口上，供调试者知晓代码运行情况。

$display("here is a debugging point.");
$display("%d", data_in);

demo案例

module wr_txt_tb;
  reg [15:0] mem [0:1023];
  reg [9:0] addr;
  reg [15:0] data_out;
  initial begin
    $readmemh("E:/Downloads/data_signed.txt", mem);
    addr = 10'd0;
  end

  always #10 begin
    if (addr < 10'd20) begin // 假设您只想读取前20个数据
      data_out = mem[addr][15:0];
      addr = addr + 10'd1;
      $display("here is a debugging point.");
      $display("%h", data_out); // 以十六进制形式打印
    end else begin
      $stop; // 结束仿真
    end
  end
endmodule