在不使用块ROM的情况下在verilog中创建ROM

Question

我想创建一个用于存储ASCII字符的ROM（就像查找表一样），当我从ROM中提取字符时，我可以将它显示在视频屏幕上。

字符应该采取明智8个像素列和16个像素行明智（16 * 8）和每个像素得到一个10位的值 - 10'B 1111111111为最大亮度和 10'B 0000000000最小。

因为我不能在Verilog中创建二维数组，所以我应该如何创建一维数组并实现它？

Answer 1

二维阵列不能在端口输入/输出 in Verilog。但是他们可以在模块内部的内被声明和使用。

这里，存储器80是位宽，并用16的深度因此，地址宽度必须log2(16) = 4，4位宽。

您可以执行如下操作（宽视图伪代码）。在这里，mem[0]是至少地址块，每块有第0位为LSB与第79位为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 

没有使用内部存储器，这将是一个有点困难通过地址来获得。存储器是此时被声明为堆积阵列，所以它的1280（16×80）位wide.Following是用于填充阵列的方法：

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

的-:运算符用于位分片。如下所示，请参阅Verilog slicing link了解更多信息。

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

有没有差别（或者，有点差）使用打包和压缩数组之间。所以，更喜欢使用混合模块阵列。

要从文件加载数据到ROM中，请参阅this链接。尽管$readmemh将使其不可合成。

有关详细信息，请参阅this链接访问内存。此网站显示可合成模块。

对于二维阵列，请参阅this问题。

Answer 2

可以使用一个reg，像这样创造这样的记忆：

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将每行10位十六进制数的文本文件。前8个十六进制数字将是第一个字符第一次扫描的像素。接下来，对于第一个字符的第二次扫描，以下8个像素，直到第一个字符的第16次扫描的8个像素。然后，第二个字符的第一个扫描的8个像素，依此类推。

请注意，即使您不能在Verilog中使用n维矩阵（n> = 3），您可以利用尺寸为2的幂（256x16x8），因此可以使用1D矢量来实现它，通过将索引连接起来形成一个唯一的内存地址（就像用户一样，如果将它看作是位元素矩阵而不是10位元素矢量，它实际上是一个2D矢量）。

请注意，尽管您已经要求使用非Block-RAM解决方案，但您仍然希望将其用作分布式内存解决方案，因此这样的分区内存将肯定会占用您的许多宝贵逻辑资源，并且会花费很长时间综合，我没有看到为什么这个ROM不能在block-RAM中实现的原因。

假设您的视频控制器将有两个计数器：例如x,y。假设你的活动区域为640x480，并且要绘制的字符的ASCII代码存储在character（一个8位REG），你可以这样做，因为这：

wire [9:0] pixel; 

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

为了charmem输出黑色像素时视频控制器没有更新活动区域，您可以添加一个videoenable信号给它，所以如果它是'1'，像素是从ROM中检索的像素，否则是黑色的。

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

videoenable将被更新为这样：

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