如何在 Linux 中运行 Verilog 文件

Verilog 是一种硬件描述语言，主要用于芯片设计和验证。在 Linux 系统中，我们可以使用 Verilator 工具编译和运行 Verilog 文件。

安装 Verilator

Verilator 可以通过包管理器在 Linux 中安装。以 Ubuntu 为例，使用以下命令进行安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install verilator

编写 Verilog 文件

我们以一个简单的计数器为例。新建一个名为 counter.v 的 Verilog 文件，输入以下代码：

module counter(
  input clk,
  output reg [7:0] count
);

always @(posedge clk) begin
  if (count == 8'hff)
    count <= 0;
  else
    count <= count + 1;
end

endmodule

该计数器有一个时钟输入 clk，以及一个 8 位的计数器输出 count。它每上升沿计数一次，当计数器达到 255 后自动清零。

编译 Verilog 文件

使用 Verilator 编译 Verilog 文件的命令格式如下：

verilator -Wno-fatal --cc <verilog file> --exe <testbench file>
make -C obj_dir/ -j -f V<module name>.mk V<module name>

其中，<verilog file> 是需要编译的 Verilog 文件名，<testbench file> 是测试文件名，<module name> 是模块名称。

我们需要创建一个名为 test.cpp 的 C++ 测试文件，用于读写计数器输出。输入以下代码：

#include <verilated.h>
#include "Vcounter.h"

#include <iostream>

int main(int argc, char **argv) {
    Verilated::commandArgs(argc, argv);

    Vcounter* top = new Vcounter;

    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        top->clk = 0;
        top->eval();
        std::cout << "count = " << top->count << std::endl;

        top->clk = 1;
        top->eval();
    }

    delete top;
    exit(0);
}

该测试文件创建了一个 Vcounter 类型的模块，并模拟计数器的输出 20 个时钟周期，输出计数器的值。

现在我们可以使用以下命令进行编译：

verilator -Wno-fatal --cc counter.v --exe test.cpp
make -C obj_dir/ -j -f Vcounter.mk Vcounter

编译完成后，我们可以运行 ./Vcounter 命令测试计数器的计数情况。

结论

通过 Verilator 工具，在 Linux 系统中运行 Verilog 文件是非常容易的。编写 Verilog 文件，编写测试文件，编译并运行即可。