简单的Verilog VPI模块打开音频文件

Question

我想要写一个VPI/PLI接口，它将打开音频文件(即wav、aiff等)并将数据呈现给Verilog模拟器。目前我正在使用Icarus，希望使用libsndfile来处理输入文件格式和数据类型转换。

我不太清楚在C代码中使用什么.已经看过IEEE 1364-2001，仍然搞不清楚我应该使用哪些功能。

理想情况下，我希望有一个verilog模块，具有数据端口(串行或并行)，时钟输入和启动/停止引脚。我想实现两个模块，一个用于从文件中回放，另一个用于记录正在测试的过滤器的输出。

我可以用C语言完成所有这些工作，只需在我的测试平台中实例化模块，否则我必须编写一个函数(例如，$read_audio_data**)和包装器模块，以便在每个时钟脉冲上调用它？*)

嗯，或者可能我需要创建模块，然后为它获取一个句柄，并以某种方式将值/vect传递给句柄？

我不太关心如何设置文件名，因为我可能不会在verilog代码中这样做。我可能暂时坚持24位整数样本，libsndfile应该能很好地处理转换。也许，我现在会坚持串行(甚至可以做类似I2S的方式)，并在Verilog中进行反序列化(如果需要的话)。

我还看过Icarus 插入式，它实现了一个读取PNG文件的摄像机，尽管图像处理比音频处理有更多的方面。因此，在我看来，这段代码现在看起来有点过于复杂了--我都没能让它运行。

Answer 1

我建议这样做：

1. 找出你的C/Verilog界面
2. 使用该接口实现音频文件访问，但不要担心VPI。
3. 用VPI实现C/Verilog胶

接口可能非常简单。一个函数打开音频文件并指定任何必要的参数(样本大小、大/小端点等)，另一个函数返回下一个示例。如果您需要在相同的模拟中支持从多个文件中读取，则需要向PLI函数传递某种句柄，以识别您正在读取的文件。

Verilog的用法可以很简单，如：

initial $OpenAudioFile ("filename");

always @(posedge clk)
    audio_data <= $ReadSample;

图像-vpi示例看起来是一个合理的示例。在C代码中使用的基本习惯用法是：

参数访问

// Get a handle to the system task/function call that invoked your PLI routine
vpiHandle tf_obj = vpi_handle (vpiSysTfCall, NULL)

// Get an iterator for the arguments to your PLI routine
vpiHandle arg_iter = vpi_iterate (vpiArgument, tf_obj)

// Iterate through the arguments
vpiHandle arg_obj;
arg_obj = vpi_scan (arg_iter);
// do something with the first argument
arg_obj = vpi_scan (arg_iter);
// do something with the second argument

从Verilog检索值

s_vpi_value v;
v.format = vpiIntVal;
vpi_get_value (handle, &v);
// value is in v.value.integer

向Verilog写入值

s_vpi_value v;
v.format = vpiIntVal;
v.value.integer = 0x1234;
vpi_put_value (handle, &v, NULL, vpiNoDelay);

要读取或写入大于32位的值，需要使用vpiVectorVal而不是vpiIntVal，并对s_vpi_vector结构进行编码。

Answer 2

我已经花了几天的时间来实现PLI测试平台，如果有人读了这篇文章，他们可能会发现它很有用--这是我的源代码。有一个自述文件，下面是一些基本结果的截图;)

使用git clone git://github.com/errordeveloper/sftb获取代码回购或从github.com下载代码。

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我也在我的新博客上写过这方面的文章，所以希望如果有人搜索这类东西，他们会找到的。我找不到类似的东西，于是开始了这个项目！

Answer 3

这听起来很适合科克特，这是一个开源项目，它将VPI抽象成为您的DUT提供Pythonic接口。您不必编写任何额外的Verilog或包装器RTL，也不必从Verilog调用VPI任务或函数，因为testbench是纯Python的。

如所述，您的测试工作台如下所示：

import cocotb
from cocotb.clock import Clock
from cocotb.triggers import RisingEdge

# Whatever audio-file IO library you happen to like best...
from scikits.audiolab import wavread

@cocotb.test()
def stream_file(dut, fname="testfile.wav")    

    # Start a clock generator
    cocotb.fork(Clock(dut.clk, 5000))

    data, sample_frequency, encoding = wavread(fname)
    result = []        

    while data:
        yield RisingEdge(dut.clk)

        dut.data_in <= data.pop(0)
        result.append(dut.data_out.value.integer)

    # Write result to output file

免责声明:我是科克特开发人员之一，因此可能存在偏见，但我也会要求任何人以更少的(可维护的)代码行快速地生成类似于上面的testbench的功能。