在Verilog 仿真工程中，有时我们需要从操作系统上得到相关的数据，有时需要将仿真数据保存到操作系统中,对于台式机可以读取或存储数据到本地硬盘。由于操作系统上的数据都是以文件方式保存的，这就需要利用Verilog 仿真系统函数来完成相应的操作。本文我们主要讨论Verilog 仿真文件操作中的打开，关闭操作函数$fopen，$fclose，$ferror等。 关于Verilog 仿真中的文件操作，只能在仿真中使用， 不能用于FPGA 的综合，因此一般用于testbench文件中。
1. $fopen函数:
$fopen的语法格式如下：
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integer <file_desc>; //声明 integer 变量，用于存储文件打开后返回的整数值，用于操作文件的句柄。 <file_desc> = $fopen("<file_name>", "<file_mode>"); |
- file_desc ：文件的句柄，反映文件打开是否成功， 如果file_des == 0， 文件打开失败； 如果file_des != 0， 文件打开成功。
- file_name ：在操作系统中的文件名称。
- file_mode : 指示以什么样的方式打开操作系统中的文件。
file_mode 列表：
| file_mode | 描述 |
| r | 打开ASCII文本文件（文件必须存在，而且只能读文件内容）, r–>read text |
| rb | 打开Binary 二进制文件（文件必须存在， 而且只能读文件内容）,rb–> read binary |
| w | 创建一个新的ASCII文本文件，做写操作；如果这个文件已经存在，删除这个文件中的内容，再做写操作, w–>write text |
| wb | 创建一个新的Binary 二进制文件，做写操作；如果这个文件已经存在，删除这个文件中的内容，再做写操作, wb–> write binary |
| a | 创建一个新的ASCII文本文件，做写操作；如果这个文件已经存在，写操作的内容添加在文件原本的内容之后, a–>append, |
| ab | 创建一个新的Binary 二进制文件，做写操作；如果这个文件已经存在，写操作的内容添加在文件原本的内容之后, a–>append binary |
| r+ | 打开ASCII文本文件（可以对文件进行读写操作） r+–> read and write |
例1：在当前目录下以只读的方式打开test.txt， 判别该文件是否成功打开。
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initial begin fd = $fopen("test.txt", "r"); if(fd == 0) begin $display ("Could not open the File !"); $stop; end $display ("open the File successfully !"); $stop; end |
例1 程序解释如下：
- 定义文件句柄 fd；
- 打开文件test.txt，以文本方式只读打开；打开的test.txt 必须在仿真工程的缺省目录（以test_file工程举例，仿真工程默认路径为…\file_test\file_test.sim\sim_1\behav\xsim）中。
- 如果文件打开失败，显示输出错误信息。
在打开文件时，可以指定绝对路径，或相对路径打开指定的文件。如例2所示，
例2：指定文件路径，并打开文件。
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integer fd; initial begin fd = $fopen("c:/my_prj/test.txt", "r"); if(fd == 0) begin $display ("Could not open the File !"); $stop; end $display ("open the File successfully !"); $stop; end |
以文本方式打开c 盘下，my_prj 目录中的test.txt文件。这样就可以重定向文件的位置，注意，这里使用的是’/‘ 而不是’\‘ 来定位文件。一般情况下， 打开文件时，需要检查打开的文件句柄，以确定文件是否打开成功。
2. $fclose函数
$fclose 关闭已经打开的文件。
$fclose的语法格式如下：
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$fclose(<file_desc>); |
file_desc 为文件句柄， 这个句柄为之前使用$fopen 系统函数所打开的文件句柄。
例3：利用相对路径打开和关闭文件。
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`timescale 1ns / 1ps module sim_tb(); localparam FILE_NAME = "../../../led_sim.sim"; integer file_handle = 0; initial begin file_handle = $fopen(FILE_NAME,"r"); $display("file_handle = %d ",file_handle); if(!file_handle) begin $display("Could not open File !\r"); $stop; end else $fclose(file_handle); $display("File has been closed ! \r"); $stop; end endmodule |
上例首先使用$fopen 打开文件； 文件使用结束后， 使用$fclose 关闭文件。注意一定要使用对应的文件句柄，如本例中使用的句柄为 file_handle。
在仿真中也可以同时打开多个文件。多文件打开及操作方式如例4所示。
例4：
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`timescale 1ns / 1ps module sim_top(); integer fd0 = 0; integer fd1 = 0; localparam FILE_NAME = "../../../led_sim.sim"; initial begin fd0 = $fopen(FILE_NAME,"r"); $display("fd0 = %d ",fd0); if(!fd0) begin $display("Could not open fd0 file \r"); $stop; end fd1 = $fopen("test.txt", "r"); if(fd1 == 0) begin $display("Could not open fd1 file"); $stop; end $fclose(fd0); $display("led_sim.sim has been closed !"); $fclose(fd1); $display("test.txt has been closed !"); $stop; end endmodule |
在仿真中， 可以打开很多文件， 在各个文件的使用后， 可以根据需要的顺序关闭，不一定按照打开文件的顺序执行。
注意：
Verilog‐1995中在文件的输入/输出操作方面功能非常有限，并且规定同时打开的I/O文件数不能多于31个。
Verilog‐2001增加了新的系统任务和函数，并且规定同时打开的文件数目为230个。