在不使用塊ROM的情況下在verilog中創建ROM

Question

我想創建一個用於存儲ASCII字符的ROM（就像查找表一樣），當我從ROM中提取字符時，我可以將它顯示在視頻屏幕上。

字符應該採取明智8個像素列和16個像素行明智（16 * 8）和每個像素得到一個10位的值 - 10'B 1111111111爲最大亮度和 10'B 0000000000最小。

因爲我不能在Verilog中創建二維數組，所以我應該如何創建一維數組並實現它？

Answer 1

二維陣列不能在端口輸入/輸出 in Verilog。但是他們可以在模塊內部的內被聲明和使用。

這裏，存儲器80是位寬，並用16的深度因此，地址寬度必須log2(16) = 4，4位寬。

您可以執行如下操作（寬視圖僞代碼）。在這裏，mem[0]是至少地址塊，每塊有第0位爲LSB與第79位爲MSB：

module memory(address,read_en,clk,reset,out); 

// clk,reset declarations 

// address to be accessed in memory 
input reg [3:0] address; 
// read/write signal 
input read_en; 
//output signal, for data read from memory 
output [79:0] out; 

// internal memory, accessed through address only 
reg [79:0] mem [16]; 

// inside always block 
// clock synchronous block 
always @(posedge clk, negedge reset) 
begin 
// reset logic, followed by: 
if(read_en) 
begin 
out <= mem[address]; 
end 
end 

endmodule 

沒有使用內部存儲器，這將是一個有點困難通過地址來獲得。存儲器是此時被聲明爲堆積陣列，所以它的1280（16×80）位wide.Following是用於填充陣列的方法：

// rest all declarations are same. 
reg [1279:0] mem; 
out<=mem[(((address+1)*80)-1) -: 80]; 

的-:運算符用於位分片。如下所示，請參閱Verilog slicing link瞭解更多信息。

x -: Y, the start position is x and count down from x by Y. Y is necessarily a constant. 

有沒有差別（或者，有點差）使用打包和壓縮數組之間。所以，更喜歡使用混合模塊陣列。

要從文件加載數據到ROM中，請參閱this鏈接。儘管$readmemh將使其不可合成。

有關詳細信息，請參閱this鏈接訪問內存。此網站顯示可合成模塊。

對於二維陣列，請參閱this問題。

Answer 2

可以使用一個reg，像這樣創造這樣的記憶：

module charmem (
    input wire clk, 
    input wire [7:0] charaddr, 
    input wire [3:0] scanaddr, 
    input wire [2:0] pixeladdr, 
    output reg [9:0] pixel 
); 

    reg [9:0] chars[0:32767]; // 256 chars, 16 scans, 8 pixels 
    initial begin 
    $readmemh ("chardef.hex", chars, 0); // this IS synthesizable on Xilinx 
    end 

    always @(posedge clk) begin 
    scan <= chars[{charaddr,scanaddr,pixeladdr}]; 
    end 
endmodule 

chardef.hex將每行10位十六進制數的文本文件。前8個十六進制數字將是第一個字符第一次掃描的像素。接下來，對於第一個字符的第二次掃描，以下8個像素，直到第一個字符的第16次掃描的8個像素。然後，第二個字符的第一個掃描的8個像素，依此類推。

請注意，即使您不能在Verilog中使用n維矩陣（n> = 3），您可以利用尺寸爲2的冪（256x16x8），因此可以使用1D矢量來實現它，通過將索引連接起來形成一個唯一的內存地址（就像用戶一樣，如果將它看作是位元素矩陣而不是10位元素矢量，它實際上是一個2D矢量）。

請注意，儘管您已經要求使用非Block-RAM解決方案，但您仍然希望將其用作分佈式內存解決方案，因此這樣的分區內存將肯定會佔用您的許多寶貴邏輯資源，並且會花費很長時間綜合，我沒有看到爲什麼這個ROM不能在block-RAM中實現的原因。

假設您的視頻控制器將有兩個計數器：例如x,y。假設你的活動區域爲640x480，並且要繪製的字符的ASCII代碼存儲在character（一個8位REG），你可以這樣做，因爲這：

wire [9:0] pixel; 

charmem chartable (
    .clk(clk), 
    .charaddr(character), 
    .scanaddr(y[3:0]), 
    .pixeladdr(x[2:0]), 
    .pixel(pixel) 
); 

爲了charmem輸出黑色像素時視頻控制器沒有更新活動區域，您可以添加一個videoenable信號給它，所以如果它是'1'，像素是從ROM中檢索的像素，否則是黑色的。

always @(posedge clk) begin 
    if (videoenable == 1'b1) 
     scan <= chars[{charaddr,scanaddr,pixeladdr}]; 
    else 
     scan <= 10'h000; 
    end 

videoenable將被更新爲這樣：

reg videoenable; 
always @* begin 
    if (x >= 10'd0 && x <= 10'd639 && 
     y >= 10'd0 && y <= 10'd479) 
     videoenable = 1'b1; 
    else 
     videoenable = 1'b0; 
end