Dominando la E/S de Archivos en Verilog: Abrir, Leer, Escribir y Cerrar

Verilog proporciona tareas y funciones de sistema que permiten abrir archivos, escribir valores en ellos, leer valores desde archivos y cargarlos en variables, y cerrar archivos.

Apertura y cierre de archivos

module tb;
  // Variable para almacenar el manejador de archivo
  integer fd;
  initial begin
    // Abre un nuevo archivo llamado "my_file.txt"
    // con permisos de escritura, y almacena el puntero
    // del manejador en la variable "fd"
    fd = $fopen("my_file.txt", "w");
    // Cierra el manejador de archivo apuntado por "fd"
    $fclose(fd);
  end
endmodule

Modos de apertura de archivos

Cómo escribir en archivos

Cada una de las funciones anteriores imprime valores en radix decimal por defecto. También tienen tres versiones adicionales para imprimir en binario, octal y hexadecimal.

module tb;
  integer fd;
  integer i;
  reg [7:0] my_var;
  initial begin
    // Crear un nuevo archivo
    fd = $fopen("my_file.txt", "w");
    my_var = 0;
    $fdisplay(fd, "Valor mostrado con $fdisplay");
    #10 my_var = 8'h1A;
    $fdisplay(fd, my_var);        // Muestra en decimal
    $fdisplayb(fd, my_var);       // Muestra en binario
    $fdisplayo(fd, my_var);       // Muestra en octal
    $fdisplayh(fd, my_var);       // Muestra en hex
    // $fwrite no imprime el carácter de nueva línea '\n'
    // automáticamente al final de cada línea; así que todos
    // los valores impresos abajo aparecerán en la misma línea
    $fdisplay(fd, "Valor mostrado con $fwrite");
    #10 my_var = 8'h2B;
    $fwrite(fd, my_var);
    $fwriteb(fd, my_var);
    $fwriteo(fd, my_var);
    $fwriteh(fd, my_var);
    // Saltar a nueva línea con '\n', e imprimir con strobe
    // que toma el valor final de la variable después de
    // asignaciones no bloqueantes
    $fdisplay(fd, " Valor mostrado con $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, "Valor mostrado con $fmonitor");
    $fmonitor(fd, my_var);
    for(i = 0; i < 5; i= i+1) begin
      #5 my_var <= i;
    end
    #10 $fclose(fd);
  end
endmodule

Registro de simulación

Valor mostrado con $fdisplay
26
00011010
032
1a
Valor mostrado con $fwrite
43001010110532b
Valor mostrado con $fstrobe
60
00111100
074
3c
Valor mostrado con $fmonitor
60
0
1
2
3
4

Cómo leer archivos

Lectura de una línea

La función de sistema $fgets lee caracteres desde el archivo especificado por fd hacia la variable str hasta que str se llena, o se lee y transfiere un carácter de nueva línea a str, o se encuentra una condición de EOF.

Si ocurre un error durante la lectura, devuelve código cero; de lo contrario, devuelve el número de caracteres leídos.

Detección de EOF

La función de sistema $feof devuelve un valor no cero cuando se encuentra EOF, y cero en caso contrario, para un descriptor de archivo dado como argumento.

module tb;
  reg[8*45:1] str;
  integer fd;
  initial begin
    fd = $fopen("my_file.txt", "r");
    // Seguir leyendo líneas hasta encontrar EOF
    while (! $feof(fd)) begin
      // Obtener la línea actual en la variable 'str'
      $fgets(str, fd);
      // Mostrar el contenido de la variable
      $display("%0s", str);
    end
    $fclose(fd);
  end
endmodule

Múltiples argumentos en fdisplay

Cuando se dan múltiples variables a $fdisplay, simplemente imprime todas las variables en el orden dado, una tras otra, sin espacio.

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

Registro de simulación

10111213

Formateo de datos en una cadena

El primer argumento en la función de sistema $sformat es el nombre de la variable donde se coloca el resultado. El segundo argumento es el format_string que indica cómo deben formatearse los argumentos siguientes en una cadena.

module tb;
  reg [8*19:0] str;
  reg [3:0] a, b;
  initial begin
    a = 4'hA;
    b = 4'hB;
    // Formatear 'a' y 'b' en una cadena según
    // el formato, y almacenar en la variable 'str'
    $sformat(str, "a=%0d b=0x%0h", a, b);
    $display("%0s", str);
  end
endmodule

Registro de simulación

xcelium> run
a=10 b=0xb
xmsim: *W,RNQUIE: La simulación ha finalizado.