CN105224320A - 一种rtl图形化描述方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RTL图形化描述方法，克服了数据通路，结构图，逻辑图三种表示方式均没有涉及RTL语言和图形化表示方式转化的缺点，创造性的发明了RTL语言和信流图之间的唯一性转化的方法，充分发挥了图形化语言的直观和文字语言的具体的优点，为教学和研究带来了极大的便利。

Description

一种RTL图形化描述方法

技术领域

本发明涉及一种寄存器传送语言的图形化表示方式，以及其与寄存器传输语言(RegisterTransferLanguage，RTL)的转换，具体的为一种RTL图形化描述方法。

技术背景

在数字电路设计中，RTL语言可以模拟寄存器硬件之间的数字信号/数据的实时传送，以及对这些信号的逻辑操作。它在数字系统，嵌入式，计算机组成原理等领域的研究和教学都有至关重要的意义。然而，这种语言使用范围较窄，且语法繁杂、不固定，不像汇编语言那样，只有很少的指令。此外，它很不直观，阅读者无法快速从中获取信息，在教学过程中对学生及老师造成了很大的困扰。于是，如何直观地表示寄存器之间的数据/信号传递，使程序的阅读者快速的获取信息，成为了一大难题。

目前，跟RTL语言有关的图示包括：数据通路，结构图，逻辑图等。数据通路虽然可以表示数据的流向，但是并不能表示在控制门的控制下数据流向的改变；结构图和逻辑图则只能表示电路结构。且以上三种表示方式均没有涉及RTL语言和图形化表示方式的转化。

在数字系统中最常用到的操作有6类：

1、寄存器间相互传送操作

在寄存器传输语言中，用大写英文字母表示寄存器。

(1)无条件传送语句

无条件传送语句格式为：A←B，其中，箭头表示传送方向，B称为源寄存器，A称为目的寄存器。传送操作是一个复制过程，不改变源寄存器的内容，无条件传送操作一般与时钟无关，而是在一定条件下发生。

(2)条件传送语句

传送条件常由控制器给出的逻辑函数规定，其中"！"和"*"是条件语句专用符,"！"称为间隔符，其意义是间隔符左边和右边的数据之间没有联系。"*"是条件语句的连接符，"*"号右边是传送条件。

2、算术运算操作

基本的算术操作是加、减、取反和移位。

其中，F是运算结果输出门。

3、逻辑操作

逻辑操作是两个寄存器对应之间的操作，包括与、或、非，为了区别于算术运算符号，这里的与、或、非分别用符号∧、∨和字母上方加一横表示。

4、移位操作

移位操作分为左移和右移两种。

(1)左移操作语句：A←shlA，A[0]←0

(2)右移操作语句:A←shrA,A[3]←0

(3)循环左移操作语句:A←shlA,A[0]←A[3]

(4)循环右移操作语句:A←shrA,A[3]←A[0]

5、输入和输出操作

寄存器传输语言还可以描述系统输入、输出操作，如果将输入线X的数据传送到A寄存器，则表示为A←X。把寄存器A的各位传送到输出线时，则采用符号"＝"表示。Z＝A，该语句意味着寄存器输入与输出线Z直接相连。

6、无条件转移和条件转移

(1)无条件转移语句→(S)

表示下一步转向编号为S的语句继续执行。

(2)条件转移语句(f1，f2，fn)/(S1,S2,Sn)

其中fi是系统变量的函数，取值为0或1,当fi＝1时，执行Si标号的语句，当所有的fi均为0时，顺序执行语句。

(3)空操作语句→NULL

表示不进行任何操作，而是利用它得到一个时钟的延时，然后顺序执行下一条语句。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种RTL图形化描述方法。

一种RTL图形化描述方法，包括下述步骤：

步骤一：预设特殊图形集合；

步骤二：建立特殊图形约束多媒体数据库；

步骤三：将RTL语言元素和语法规则以正则表达式的形式存储进该数据库；

步骤四：将预设特殊图形集合存储进该数据库；

步骤五：按照预设特殊图形约束将RTL语言元素映射到特殊图形元素进行关联；

步骤六：取一套逻辑正确、语法完整的RTL语句集合作为输入；

步骤七：根据数据库关联检索出对应的特殊图形集合；

步骤八：按照RTL语句的逻辑顺序对图形元素进行组合；

步骤九：将经过组合后的RTL语言转化图形作为输出；

优选的，所述的步骤7中，根据数据库关联检索出对应的特殊图形集合是基于内容检索，是将真实RTL指令与数据库的主键进行模式匹配。

本发明的有益效果是：一种RTL图形化描述方法，克服了数据通路，结构图，逻辑图三种表示方式均没有涉及RTL语言和图形化表示方式转化的缺点，创造性的发明了RTL语言和信流图之间的唯一性转化的方法，充分发挥了图形化语言的直观和文字语言的具体的优点，为教学和研究带来了极大的便利。

附图说明

图1是本发明用来表示多个运算符的图形的示意图；

图2是本发明用来表示逻辑操作或移位操作的图形的示意图；

图3是本发明的流程图；

图1中:

1：矩形表示任何类型存储器或寄存器；

2：规则七边形表示运算器；

3：长线段表示任何类型的总线；

4：短线段表示任意一组器件接口；

5：圆形表示控制器；

6：无源且直接指向控制门的箭头表示执行指定的控制命令；

7：有源的箭头表示数据或命令从源节点到目的节点的传输过程；

图2中：

8：无条件传送语句；

9：条件传送语句；

10：算术运算、逻辑操作或移位操作；上方两个有源箭头表示数据输入，下方有源箭头表示数据输出；

11：数据总线和控制总线与其他器件之间的输入和输出；

12:无条件转移语句；

13:表示条件转移语句；

14:空操作语句。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。

如图3，一种RTL图形化描述方法，包括下述步骤：

步骤一：预设特殊图形集合；

步骤二：建立特殊图形约束多媒体数据库；

步骤三：将RTL语言元素和语法规则以正则表达式的形式存储进该数据库；

每一条指令包括指令结构和参数，指令结构是有限的，参数是无限的(或者数据量很大)，二者的笛卡尔积的模即正无穷，无法存入数据库，故只将指令结构存储进数据。查找该数据库时，利用基于内容的查找，以便找出和具体指令模式匹配的主键(即相应的正则表达式)。

步骤四：将预设特殊图形集合存储进该数据库；

步骤五：按照预设特殊图形约束将RTL语言元素映射(多对一)到特殊图形元素进行关联

不同类型的指令(即结构不同的指令)可能涉及到同样的图形元素集

步骤六：取一套逻辑正确、语法完整的RTL语句集合作为输入；

步骤七：根据数据库关联检索出对应的特殊图形集合；

基于内容检索，把真实RTL指令与数据库的主键进行模式匹配

步骤八：按照RTL语句的逻辑顺序对图形元素进行组合；

步骤九：将经过组合后的RTL语言转化图形作为输出。

如图1，几个图形元素自由组合则可以灵活方便地图形化表示任何RTL语言描述的功能部件级命令。以下是各类操作简例：(对应图形表示参见说明书附图图2)

1、寄存器间相互传送操作

(1)无条件传送语句：A→B(A、B均为寄存器或存储器)

(2)条件传送语句：(A、B均为寄存器或存储器，f为控制器的逻辑函数)

2、算术运算、逻辑操作或移位操作

f可以为F←A+B、F←A∧B、A←shlA，A[0]←0等任意控制命令，不与圆形控制器连接的箭头，其指向是默认方向，有圆形控制器的地方表示箭头的方向是可变化的，即数据和命令的流动方向可改变。

3、无条件转移和条件转移

(1)无条件转移语句：→(S)

(2)条件转移语句：(f1，f2，fn)/(S1,S2,Sn)

(3)空操作语句：→NULL

步骤五中提到的特殊图形约束如下：

1.矩形可以表示任何类型存储器

2、规则七边形表示运算器

3、长线段表示任何类型总线

4、短线段表示一组器件接口

5、圆形表示控制器

6、无源且直接指向控制门的箭头表示执行指定的控制命令

7、有源的箭头表示数据或命令从源节点到目的节点的传输过程

多个大写字母组成的字符串在不同的情况下可以表示部件或总线的类型：如REG表示寄存器、DB表示数据总线、MEM表示内存等等。可根据教学或科研需要按照对应英文单词的缩写自定义整套名称

单个大写字母在不同的情况下可以表示数据输入或输出、控制命令本身：如A可以表示用于输入或输出的数据A。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况上，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (2)

1.一种RTL图形化描述方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一：预设特殊图形集合；

步骤二：建立特殊图形约束多媒体数据库；

步骤三：将RTL语言元素和语法规则以正则表达式的形式存储进该数据库；

步骤四：将预设特殊图形集合存储进该数据库；

步骤五：按照预设特殊图形约束将RTL语言元素映射到特殊图形元素进行关联；

步骤六：取一套逻辑正确、语法完整的RTL语句集合作为输入；

步骤七：根据数据库关联检索出对应的特殊图形集合；

步骤八：按照RTL语句的逻辑顺序对图形元素进行组合；

步骤九：将经过组合后的RTL语言转化图形作为输出。

2.根据权利要求1所述的一种RTL图形化描述方法，其特征在于：所述的步骤7中，根据数据库关联检索出对应的特殊图形集合是基于内容检索，是将真实RTL指令与数据库的主键进行模式匹配。