FPGA设计中RAM和ROM作为存储器用来存储可变或不可变类型的数据。
ROM初始化一般是加载固定数据,RAM声明时默认为不定态数据,初始化时可以让数据为全1或者全0。
一、初始化方式
- 复位时按地址写入初值
always@ (posedge clk_in or negedge rst_n_in ) begin if( !rst_n_in ) begin ram_reg[0] <= xxx; ram_reg[1] <= xxx; ... ram_reg[n-1] <= xxx; end else begin ... end end
- 使用initial 和 for循环来初始化
用于初始化为有规律的数据,RAM初始化常使用这种方式。
initial begin : ram_init integer i; for(i=0;i<n;i++) begin ram_reg[i] = xxx; end end
- 变量的定义必须在命名块中,因此这里需要使用命名的initial块。
- 通过读文件的方式初始化
将数据存储在.dat文件中,通过读文件实现初始化。
这种方式RAM使用较少,一般ROM初始化时喜欢采用这种做法。
initial begin $readmemh("filepath",rom_reg); end
二、测试
方式1的正确性不言而喻。
方式2和方式3中,initial块一般来说是用在仿真中的,对其能否综合,编写如下的测试代码:
- 定义了两块寄存器,用来实现RAM
- ram_1通过方式2初始化
- ram_2通过方式3初始化,dat文件内容从0x0f ~ 0x08
- 循环对ram中的内容进行读取
- 调用ila核,来抓取读取的数据
`timescale 1ns / 1ps // // Engineer: wkk // Create Date: 2023/12/23 20:50:45 // Module Name: init_value_test // module init_value_test( input clk_in , input rst_n_in , output nc_out ); reg [7:0] ram_1 [7:0]; reg [7:0] ram_2 [7:0]; reg [2:0] ram_addr ; wire [7:0] ram_1_out; wire [7:0] ram_2_out; initial begin : init_ram1 integer i; for( i=0;i<7;i = i+1 ) begin ram_1[i] = i+1; end end initial begin : init_ram2 $readmemh("E:/FPGA/init_value_test/init_value_test.srcs/data/ram_data.dat",ram_2); end always @( posedge clk_in or negedge rst_n_in ) begin if( !rst_n_in ) begin ram_addr <= 'b0; end else begin ram_addr <= ram_addr + 1'b1; end end assign ram_1_out = ram_1[ram_addr]; assign ram_2_out = ram_2[ram_addr]; ila_0 ila_0_inst ( .clk(clk_in), // input wire clk .probe0(ram_1_out), // input wire [7:0] probe0 .probe1(ram_2_out), // input wire [7:0] probe1 .probe2(ram_addr) // input wire [2:0] probe2 ); endmodule
增加了一个nc_out 端口,实际上是没有什么作用的,但是必须要加,否则会报错:
[Place 30-494] The design is empty Resolution: Check if opt_design has removed all the leaf cells of your design. Check whether you have instantiated and connected all of the top level ports.
原因:顶层文件没有输出接口
测试结果
通过ila核抓出的数据,表明方式2和方式3成功的实现了初始化操作。