Verilog的系统任务----$fopen、$fclose和$fdisplay， $fwrite，$fstrobe，$fmonitor

文章目录

        概述

        $fopen

        $fdisplay， $fwrite，$fstrobe，$fmonitor

        $fclose

        仿真测试

        总结与参考

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概述

        在这篇文章（Verilog的系统任务----$readmemh和$readmemb）中，介绍了Verilog的系统任务$readmemh和$readmemb的用法，利用这两个系统任务，可以实现从文件中读取数据到仿真中数组的功能。

        无独有偶，有时候在仿真时，我们同样需要将获取的数据写入文件中，以便后续的分析和利用。下面这三类系统任务可以用来实现对文件的写入操作：

• $fopen：打开指定文件
• $fclose：关闭指定文件
• $fdisplay， $fwrite，$fstrobe，$fmonitor：对指定文件进行特定的写入操作

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$fopen

        系统任务$fopen可以用来打开指定的文件（以便后续对其进行写入操作），其返回值为integer变量，表示当前文件的句柄值，获取句柄值后，后续就可以根据句柄值对不同的文件进行写入操作。即

integer        handle1；                                 //定义句柄1

handle1 = $fopen（"file_name",type）       //以指定类型（type）的方式来打开文件，并将其返回值赋给handle1

        type指定了打开文件的类型，可以是以下种类：

        通常情况下，我们使用 w 来作为类型值，即以对一个ASCII文本文件进行写操作的方式来打开该文件 （txt）。

        比如，我们在如下路径新建一个TXT文件file_test1.txt：

        然后就可以用下述的方法将其打开：

integer        handle1；                                                           //定义句柄1

handle1 = $fopen（"D:/file_test/file_test1.txt","w"）；          //以w类型（写）的方式来打开文件，并将其返回值赋给handle1

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$fdisplay， $fwrite，$fstrobe，$fmonitor

        这4个函数都可以对指定文件进行打印或写入操作，其用法与对应的$display， $write，$strobe，$monitor几乎一致。建议参考：Verilog中的系统任务（显示/打印类）--$display， $write，$strobe，$monitor_孤独的单刀的博客-CSDN博客_verilog打印Verilog中的系统任务（显示/打印类）--$display， $write，$strobe，$monitorhttps://wuzhikai.blog.csdn.net/article/details/125340502        区别在于$display等函数是直接在仿真中进行打印，而$fdisplay等函数是对指定文件进行打印，需要通过句柄来指定是对具体哪个文件进行操作。如：

//指定句柄并打开文件

        reg                data；

        integer        handle1；                                                         //定义句柄1

        handle1 = $fopen（"D:/file_test/file_test1.txt","w"）；       //以w类型（写）的方式来打开文件，并将其返回值赋给handle1

//对指定文件写入数据

        $fdisplay（handle1,"%d\n",data）;                                    //按照十进制格式写入数据到handle1对应的文件中，只能逐个写入

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$fclose

        $fclose系统任务用来关闭指定文件，关闭后即无法对该文件进行操作。其格式如下：

$fclose（handle1）;        //关闭文件file_test1，至此文件操作结束

        这个系统任务不是必须的，也就是说不一定要和$fopen搭配使用，你可以一直都不关闭打开的文件直到仿真结束。

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仿真测试

        首先新建两个TXT文件来后续对其写入数据，其名称和路径如下：

         

        然后，编写一个testbench实现以下功能：

• 构建计数器1：从0000-1111循环计数；将0000开始的10个值写入文件file_test1.txt，然后关闭文件写入功能
• 构建计数器2：从1111-0000循环计数；将1111开始的10个值写入文件file_test2.txt，然后关闭文件写入功能

`timescale 1ns / 1ns

module file_test();

reg	[3:0]	cnt1;		//计数器1
reg	[3:0]	cnt2;		//计数器2
reg			clk;		//主时钟
reg			rst_n;		//复位

integer		handle1;	//定义文件1句柄
integer		handle2;	//定义文件2句柄

//初始化赋值
initial begin
	clk <= 1'b0;
	rst_n <= 1'b0;
	#20
	rst_n <= 1'b1;
	#200
	$finish;
end

//打开文件1、文件2
initial begin
	handle1 = $fopen("D:/file_test/file_test1.txt","w");
	handle2 = $fopen("D:/file_test/file_test2.txt","w");	
end

//计数器1从0000-1111循环计数
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(rst_n == 1'b0)
		cnt1 <= 4'b0000;
	else
		cnt1 <= cnt1 + 1'b1;
end

//计数器2从1111-0000循环计数
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(rst_n == 1'b0)
		cnt2 <= 4'b1111;
	else
		cnt2 <= cnt2 - 1'b1;
end

//将计数器1的10个值打印到文件1
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(rst_n == 1'b0)
		;
	else if(cnt1 >4'd9)
		$fclose(handle1);	
	else
		$fdisplay(handle1,"%d",cnt1);		//以10进制的方式将当前的cnt1的值写入文件1
end

//将计数器2的10个值打印到文件2
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(rst_n == 1'b0)
		;
	else if(cnt2 <4'd6)
 		$fclose(handle2);
	else 
		$fdisplay(handle2,"%d",cnt2);		//以10进制的方式将当前的cnt2的值写入文件2
end

always #10 clk = ~clk;		//主时钟20ns

endmodule

        使用vivado自带仿真器进行仿真，仿真结束后，打开两个文本文件，观察其写入数据是否与预期一致。

        文件1：依次写入0-9共10个数据

        文件2：依次写入15-6共10个数据 

 

        对两个文件的数据写入均与预期设计一致。

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总结与参考

• 系统任务$fopen用来打开指定的文件，后续才可以对文件进行操作
• 系统任务$fclose用来关闭指定的文件，结束对文件的操作
• 系统任务$fdisplay， $fwrite，$fstrobe，$fmonitor可以用来对文件写入数据、打印文本，其用法基本与对应的系统任务$display， $write，$strobe，$monitor一致，只不过要加上表示对应文件的句柄值

        参考资料1：IEEE Standard for Verilog Hardware Description Language（IEEE Std 1364-2005）

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