VerilogのメモリをHEXファイルで初期化したい

こんな感じ。

code:verilog

initial begin

// HEX ファイル pattern.hex で pattern 配列を初期化

$readmemh("pattern.hex", pattern);

end

メモリのデータは HEX 形式で定義する。HEX ファイルの中身はこんな感じ。

code:pattern.hex

81 // 1000 0001

42 // 0100 0010

24 // 0010 0100

18 // 0001 1000

24 // 0010 0100

42 // 0100 0010

81 // 1000 0001

00 // 0000 0000

パターンをLEDへ表示する回路はこんな感じ。

code:top.sv

// RAM上の8ビットのパターンデータをLEDに出力する。

// 表示パターンは、1秒ごとに切り替わる。

module top(

input clk, // 25MHz のクロック

);

? cnt + 1

: 0;

? idx + 1

: idx;

initial begin

// HEX ファイル pattern.mem からパターンを読み込む

$readmemh("pattern.mem", pattern);

end

always @(posedge clk) begin

cnt <= cnt_next;

idx <= idx_next;

led <= led_next;

end

endmodule

制約ファイル。

code:ulx3s_v20.lpf

BLOCK RESETPATHS;

BLOCK ASYNCPATHS;

# Clock

LOCATE COMP "clk" SITE "G2";

IOBUF PORT "clk" PULLMODE=NONE IO_TYPE=LVCMOS33;

FREQUENCY PORT "clk" 25 MHZ;

LOCATE COMP "btn_up" SITE "R18"; # UP

LOCATE COMP "btn_down" SITE "V1"; # DOWN

IOBUF PORT "btn_up" PULLMODE=UP IO_TYPE=LVCMOS33 DRIVE=4;

IOBUF PORT "btn_down" PULLMODE=DOWN IO_TYPE=LVCMOS33 DRIVE=4;

Makefile

code:Makefile

all: ulx3s.bit

clean:

rm -rf readmemh-test.json ulx3s_out.config ulx3s.bit

ulx3s.bit: ulx3s_out.config

ecppack ulx3s_out.config ulx3s.bit

ulx3s_out.config: readmemh-test.json

nextpnr-ecp5 --85k --json readmemh-test.json --lpf ulx3s_v20.lpf --textcfg ulx3s_out.config

readmemh-test.json: top.sv

yosys -p "hierarchy -top top" -p "proc; opt" -p "synth_ecp5 -noccu2 -nomux -nodram -json readmemh-test.json" top.sv

prog: ulx3s.bit

fujprog ulx3s.bit

動かしてみる

以下のコマンドで書き込み。

code:sh

make prog

指定したパターン通りに点灯してたので、ちゃんと初期化できてるみたい。

https://gyazo.com/0bd5a2bbe73b2ac1e15a8e87edbc0e64

https://gyazo.com/8878a8fe46a312066971dd95766e9998

https://gyazo.com/25bebc184a24b3aecba870fa0a78cf68

（メモ）メモリの初期化

「ECP5 and ECP5-5G Memory User Guide」の「10. Initializing Memory」

LatticeのIDE上で、ASCIIファイルでメモリを初期化可能

3種類のフォーマット

Binary file

Hex File

Addressed Hex

メモリ初期化ファイルのファイル名は「*.mem」

バイナリファイル（20 * 8）

code:binary file

00100000010000000010000001000000

00000001000000010000000100000001

00000010000000100000001000000010

00000011000000110000001100000011

00000100000001000000010000000100

00000101000001010000010100000101

00000110000001100000011000000110

00000111000001110000011100000111

HEXファイル

code:hex file

A001

0B03

1004

CE06

0007

040A

0017

02A4

Addressed Hex

code:addressed hex

A0 : 03 F3 3E 4F

B2 : 3B 9F

参考

ECP5 and ECP5-5G Memory User Guide

Initialize Memory in Verilog