一種rtl圖形化描述方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種寄存器傳送語言的圖形化表示方式，以及其與寄存器傳輸語言 (RegisterTransferLanguage，RTL)的轉換，具體的為一種RTL圖形化描述方法。 技術背景
[0002] 在數字電路設計中，RTL語言可以模擬寄存器硬件之間的數字信號/數據的實時 傳送，以及對這些信號的邏輯操作。它在數字系統，嵌入式，計算機組成原理等領域的研究 和教學都有至關重要的意義。然而，這種語言使用范圍較窄，且語法繁雜、不固定，不像匯編 語言那樣，只有很少的指令。此外，它很不直觀，閱讀者無法快速從中獲取信息，在教學過程 中對學生及老師造成了很大的困擾。于是，如何直觀地表示寄存器之間的數據/信號傳遞， 使程序的閱讀者快速的獲取信息，成為了一大難題。
[0003] 目前，跟RTL語言有關的圖示包括：數據通路，結構圖，邏輯圖等。數據通路雖然 可以表示數據的流向，但是并不能表示在控制門的控制下數據流向的改變；結構圖和邏輯 圖則只能表示電路結構。且以上三種表示方式均沒有涉及RTL語言和圖形化表示方式的轉 化。
[0004] 在數字系統中最常用到的操作有6類：
[0005] 1、寄存器間相互傳送操作
[0006] 在寄存器傳輸語言中，用大寫英文字母表示寄存器。
[0007] (1)無條件傳送語句
[0008] 無條件傳送語句格式為：A-B，其中，箭頭表示傳送方向，B稱為源寄存器，A稱為 目的寄存器。傳送操作是一個復制過程，不改變源寄存器的內容，無條件傳送操作一般與時 鐘無關，而是在一定條件下發生。
[0009] (2)條件傳送語句
[0010] 傳送條件常由控制器給出的邏輯函數規定，其中〃 ！〃和是條件語句專用 符，"！〃稱為間隔符，其意義是間隔符左邊和右邊的數據之間沒有聯系。〃*"是條件語句 的連接符，號右邊是傳送條件。
[0011] 2、算術運算操作
[0012] 基本的算術操作是加、減、取反和移位。
[0013]
[0014] 其中，F是運算結果輸出門。
[0015] 3、邏輯操作
[0016] 邏輯操作是兩個寄存器對應之間的操作，包括與、或、非，為了區別于算術運算符 號，這里的與、或、非分別用符號A、V和字母上方加一橫表示。
[0017]
[0018] 4、移位操作
[0019] 移位操作分為左移和右移兩種。
[0020] (1)左移操作語句：A-shlA，A[0] - 0
[0021] (2)右移操作語句：A-shrA,A[3] - 0
[0022] (3)循環左移操作語句：A-shlA，A[0] -A[3]
[0023] (4)循環右移操作語句：A-shrA，A[3] -A[0]
[0024] 5、輸入和輸出操作
[0025] 寄存器傳輸語言還可以描述系統輸入、輸出操作，如果將輸入線X的數據傳送到A 寄存器，則表示為A-X。把寄存器A的各位傳送到輸出線時，則采用符號〃=〃表示。Z =A，該語句意味著寄存器輸入與輸出線Z直接相連。
[0026] 6、無條件轉移和條件轉移
[0027] (1)無條件轉移語句一（S)
[0028] 表示下一步轉向編號為S的語句繼續執行。
[0029] (2)條件轉移語句（fl，f2,fnV(Sl，S2,Sn)
[0030] 其中fi是系統變量的函數，取值為0或1，當fi=I時，執行Si標號的語句，當 所有的fi均為0時，順序執行語句。
[0031] (3)空操作語句一NULL
[0032] 表示不進行任何操作，而是利用它得到一個時鐘的延時，然后順序執行下一條語 句。

【發明內容】

[0033] 本發明為了解決上述問題，提供了一種RTL圖形化描述方法。
[0034] 一種RTL圖形化描述方法，包括下述步驟：
[0035] 步驟一：預設特殊圖形集合；
[0036] 步驟二：建立特殊圖形約束多媒體數據庫；
[0037] 步驟三：將RTL語言元素和語法規則以正則表達式的形式存儲進該數據庫；
[0038] 步驟四：將預設特殊圖形集合存儲進該數據庫；
[0039] 步驟五：按照預設特殊圖形約束將RTL語言元素映射到特殊圖形元素進行關聯；
[0040] 步驟六：取一套邏輯正確、語法完整的RTL語句集合作為輸入；
[0041] 步驟七：根據數據庫關聯檢索出對應的特殊圖形集合；
[0042] 步驟八：按照RTL語句的邏輯順序對圖形元素進行組合；
[0043] 步驟九：將經過組合后的RTL語言轉化圖形作為輸出；
[0044] 優選的，所述的步驟7中，根據數據庫關聯檢索出對應的特殊圖形集合是基于內 容檢索，是將真實RTL指令與數據庫的主鍵進行模式匹配。
[0045] 本發明的有益效果是：一種RTL圖形化描述方法，克服了數據通路，結構圖，邏輯 圖三種表示方式均沒有涉及RTL語言和圖形化表示方式轉化的缺點，創造性的發明了RTL 語言和信流圖之間的唯一性轉化的方法，充分發揮了圖形化語言的直觀和文字語言的具體 的優點，為教學和研究帶來了極大的便利。
【附圖說明】
[0046] 圖1是本發明用來表示多個運算符的圖形的示意圖；
[0047] 圖2是本發明用來表示邏輯操作或移位操作的圖形的示意圖；
[0048] 圖3是本發明的流程圖；
[0049] 圖 1 中：
[0050] 1 :矩形表示任何類型存儲器或寄存器；
[0051] 2 :規則七邊形表示運算器；
[0052] 3 :長線段表示任何類型的總線；
[0053] 4 :短線段表示任意一組器件接口；
[0054] 5:圓形表不控制器；
[0055] 6 :無源且直接指向控制門的箭頭表示執行指定的控制命令；
[0056] 7 :有源的箭頭表示數據或命令從源節點到目的節點的傳輸過程；
[0057] 圖 2 中：
[0058] 8 :無條件傳送語句；
[0059] 9 :條件傳送語句；
[0060] 10 :算術運算、邏輯操作或移位操作；上方兩個有源箭頭表示數據輸入，下方有源 箭頭表示數據輸出；
[0061] 11 :數據總線和控制總線與其他器件之間的輸入和輸出；
[0062] 12:無條件轉移語句；
[0063] 13:表示條件轉移語句；
[0064] 14:空操作語句。
【具體實施方式】
[0065] 下面結合附圖和實施例對本發明專利進一步說明。
[0066] 如圖3, 一種RTL圖形化描述方法，包括下述步驟：
[0067] 步驟一：預設特殊圖形集合；
[0068] 步驟二：建立特殊圖形約束多媒體數據庫；
[0069] 步驟三：將RTL語言元素和語法規則以正則表達式的形式存儲進該數據庫；
[0070] 每一條指令包括指令結構和參數，指令結構是有限的，參數是無限的（或者數據 量很大），二者的笛卡爾積的模即正無窮，無法存入數據庫，故只將指令結構存儲進數據。查 找該數據庫時，利用基于內容的查找，以便找出和具體指令模式匹配的主鍵（即相應的正 則表達式）。
[0071] 步驟四：將預設特殊圖形集合存儲進該數據庫；
[0072] 步驟五：按照預設特殊圖形約束將RTL語言元素映射（多對一）到特殊圖形元素 進行關耳關
[0073] 不同類型的指令（即結構不同的指令）可能涉及到同樣的圖形元素集
[0074] 步驟六：取一套邏輯正確、語法完整的RTL語句集合作為輸入；
[0075] 步驟七：根據數據庫關聯檢索出對應的特殊圖形集合；
[0076] 基于內容檢索，把真實RTL指令與數據庫的主鍵進行模式匹配
[0077] 步驟八：按照RTL語句的邏輯順序對圖形元素進行組合；
[0078] 步驟九：將經過組合后的RTL語言轉化圖形作為輸出。
[0079] 如圖1，幾個圖形元素自由組合則可以靈活方便地圖形化表示任何RTL語言描述 的功能部件級命令。以下是各類操作簡例：（對應圖形表示參見說明書附圖圖2)
[0080] 1、寄存器間相互傳送操作
[0081] (1)無條件傳送語句：A-B(A、B均為寄存器或存儲器）
[0082] (2)條件傳送語句：
（A、B均為寄存器或存儲器，f為控制器的邏輯函數）
[0083] 2、算術運算、邏輯操作或移位操作
[0084] f可以為F-A+B、F-A八B、A-shlA，A[0] - 0等任意控制命令，不與圓形控 制器連接的箭頭，其指向是默認方向，有圓形控制器的地方表示箭頭的方向是可變化的，即 數據和命令的流動方向可改變。
[0085] 3、無條件轉移和條件轉移
[0086] (1)無條件轉移語句：一（S)
[0087] (2)條件轉移語句：（n，f2,fnV(Sl，S2,Sn)
[0088] ⑶空操作語句：一NULL
[0089] 步驟五中提到的特殊圖形約束如下：
[0090] 1 ?矩形可以表示任何類型存儲器
[0091] 2、規則七邊形表示運算器
[0092] 3、長線段表示任何類型總線
[0093] 4、短線段表示一組器件接口
[0094] 5、圓形表不控制器
[0095] 6、無源且直接指向控制門的箭頭表示執行指定的控制命令
[0096] 7、有源的箭頭表示數據或命令從源節點到目的節點的傳輸過程
[0097] 多個大寫字母組成的字符串在不同的情況下可以表示部件或總線的類型：如REG 表示寄存器、DB表示數據總線、MEM表示內存等等。可根據教學或科研需要按照對應英文單 詞的縮寫自定義整套名稱
[0098] 單個大寫字母在不同的情況下可以表示數據輸入或輸出、控制命令本身：如A可 以表示用于輸入或輸出的數據A。
[0099] 應該注意到并理解，在不脫離后附的權利要求所要求的本發明的精神和范圍的情 況上，能夠對上述詳細描述的本發明做出各種修改和改進。因此，要求保護的技術方案的范 圍不受所給出的任何特定示范教導的限制。
【主權項】
1. 一種RTL圖形化描述方法，其特征在于，包括下述步驟： 步驟一：預設特殊圖形集合； 步驟二：建立特殊圖形約束多媒體數據庫； 步驟三：將RTL語言元素和語法規則以正則表達式的形式存儲進該數據庫； 步驟四：將預設特殊圖形集合存儲進該數據庫； 步驟五：按照預設特殊圖形約束將RTL語言元素映射到特殊圖形元素進行關聯； 步驟六：取一套邏輯正確、語法完整的RTL語句集合作為輸入； 步驟七：根據數據庫關聯檢索出對應的特殊圖形集合； 步驟八：按照RTL語句的邏輯順序對圖形元素進行組合； 步驟九：將經過組合后的RTL語言轉化圖形作為輸出。2. 根據權利要求1所述的一種RTL圖形化描述方法，其特征在于：所述的步驟7中，根 據數據庫關聯檢索出對應的特殊圖形集合是基于內容檢索，是將真實RTL指令與數據庫的 主鍵進行模式匹配。
【專利摘要】本發明公開了一種RTL圖形化描述方法，克服了數據通路，結構圖，邏輯圖三種表示方式均沒有涉及RTL語言和圖形化表示方式轉化的缺點，創造性的發明了RTL語言和信流圖之間的唯一性轉化的方法，充分發揮了圖形化語言的直觀和文字語言的具體的優點，為教學和研究帶來了極大的便利。
【IPC分類】G06F9/44, G06F17/30
【公開號】CN105224320
【申請號】CN201510620838
【發明人】游為濤, 吳湘儀, 原致遠, 周力平
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月25日