CN110554863A - 一种类集成电路的图形化编程方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种类集成电路的图形化编程方法，利用图形化单元实现程序的编辑，图形化单元包括：输入组件、显示组件、软芯片、连接组件；数据从所述输入组件流入所述软芯片，经所述软芯片逻辑运算或逻辑控制后流出，运行结果最终在显示组件上显示；多个所述软芯片封装为功能模块或新的软芯片；若干个所述功能模块按照顺序排列运行。本发明通过图形化单元管脚之间的连接实现各种功能的集成协同，从而构造出各种应用程序。采用这种图形化编程，无需编写代码、无需懂语法知识和API就可以实现程序功能，提升了编程的操作体验。

Description

一种类集成电路的图形化编程方法

技术领域

本发明涉及编程技术领域，更具体的说是涉及一种类集成电路的图形化编程方法。

背景技术

随着云计算、大数据、物联网数据的迅速发展，对数据的应用越来越贴近生活，成为生活中的一部分。目前，对数据的采集、挖掘、分析及应用都是依赖于一些大的平台或软件提供的通用服务，用户很难结合自己的专业对数据进行专业的分析应用，也很难将数据整合到自己的专业系统中，平台之间的数据整合也是很有限制。原因在于：数据采集、应用的开发掌握为数较少的IT人员，数据的使用是为数较多的行业专业人员和普通民众，前者拥有强大的编程能力，缺乏行业专业知识和需求，而后者具备行业专业知识和需求，却缺乏编程能力。造成这种现状的原因之一是编程具备一定的门槛，目前的编程语言适合于IT专业人士，不适合于非IT专业人士。

IT专业人士使用的编程语言是用来定义计算机程序的形式语言。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。

编程语言种类非常繁多，每个编程语言有各自的优缺点。目前，编程语言基本上是采用文本的形式，使用对象大多为程序员。要掌握一门编程语言，不但要有扎实的编程基础，还要花费大量的时间掌握编程语法、数据结构、函数库及编程技巧等，这足以让大多数非程序员望而生畏。

因此，如何提供一种利用类似于集成电路的图形化模块实现应用程序编程的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明采用类集成电路的图形化编程，通过图形模块之间的连接，直观表达程序功能，有效降低编程的门槛，特别适用于非IT专业人士，也可用于IT专业人士。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种类集成电路的图形化编程方法，利用图形化单元实现程序的编辑，所述图形化单元包括：

输入组件：用于人机交互，接收外部数据输入，设置一个输出管脚；

显示组件：用于数据输出，设置一个输入管脚；

软芯片：用于实现函数指令，所述函数指令包括逻辑运算和逻辑控制；所述软芯片具有输入管脚和输出管脚，输入管脚的数据经软芯片的逻辑运算或逻辑控制后由输出管脚输出结果；

连接组件：用于表示所述图形化单元的调用关系，包括有线连接组件和无线连接组件；

数据从所述输入组件流入所述软芯片，经所述软芯片逻辑运算或逻辑控制后流出，运行结果最终在显示组件上显示；

多个所述软芯片封装为功能模块或新的软芯片；若干个所述功能模块按照顺序排列运行。

优选的，对所述输入组件进行自定义编辑，获得所述输入组件名称和类型；所述类型包括但不限于文本编辑框、多行文本编辑框、数字编辑框、日期编辑框、下拉框。

优选的，对所述显示组件进行自定义编辑，获得所述显示组件名称和显示形式；所述显示形式包括但不限于表格、图形、图像。

优选的，还包括可视化编程平台，用于提供可视化编程操作环境，其中，可视化编程操作包括：

编辑：采用拖拽操作增删所述图形化单元，并且对所述图形化单元的属性值进行修改。所述属性值包括名称等，通过图形化单元名称的查找快速定位图形化单元位置，提高编程效率；通过选择性隐藏图形化单元和管脚，简化程序，提升人机界面友好性。

编译：通过编译检查程序的正确性，如果发现程序有错误，输出错误指示，同时用颜色标识错误的软芯片，以便快速定位错误，并且编译后生成编译代码，所述代码以文件的形式输出。

运行：前端程序运行结果通过所述显示组件显示，后端程序在后台运行，运行结果以数据流的形式通过后台输出端口输出；所述后台为可视化编程平台的后端控制台。

调试：调试模式下，程序运行详细过程逐行顺序输出，通过点击每行运行信息实现所述图形化单元参与运行过程的回溯，所点击的每行运行信息对应的软芯片会以突出的颜色标识出来，这样可以直观地从图上观察程序运行的过程；点击所述图形化单元的每个管脚，可以观察该管脚的数据。

优选的，所述无线连接组件包括发射组件和接收组件，定义所述无线连接组件的通信频道，位于同一频道的所述发射组件和所述接收组件之间进行数据的传递。

优选的，1个发射组件将数据发送给频道内的所有接收组件，1个接收组件只能接收1个频道。

优选的，所述软芯片上还设置有使能管脚和/或异步管脚：

使能管脚：当使能管脚空置或输入数据为1或true时，所述软芯片处于激活状态，当输入数据为0或false时，所述软芯片处于失活状态。使能管脚实现条件执行控制；

异步管脚：用于循环、异步执行；与异步管脚连接的程序异步执行完毕后，执行结果在输出管脚输出。

优选的，所述逻辑控制过程包括：

顺序执行：所述软芯片的输入管脚直接接受其他所述图形化单元的输出管脚的数据，按数据流方向执行；

条件执行:利用使能管脚激活或禁止分支程序；

循环执行：异步管脚连接的程序循环执行，直至条件不满足；

异步执行：异步管脚连接的程序执行完毕，执行结果从异步管脚输出。

优选的，所述功能模块采用矩形框标识，矩形框内的所述图形化单元构成1个模块。

优选的，所述可视化编程平台内的软芯片链接至芯片库，且所述可视化编程平台显示所述软芯片的管脚信息。

优选的，所述无线连接组件的线路连接原则为：

1个输出管脚可以对应多个输入管脚，

1个输入管脚只能对应1个输出管脚，

程序内不能存在回路。

优选的，所述功能模块的运行顺序为：根据排列顺序先后运行，或通过调整所述功能模块的优先级改变运行顺序。

经由上述的技术方案可知，本发明提供一种类集成电路的图形化编程方法，具体有益效果如下：

通过图形化单元管脚之间的连接实现各种功能的集成协同，从而构造出各种应用程序。采用这种图形化编程，无需编写代码、无需懂语法知识和API就可以实现程序功能，这对那些不会编程或者对编程感兴趣的人，提升了编程的操作体验。

类集成电路的图形化编程用于定义各种系统的接口，可方便实现系统集成。

类集成电路的图形化编程直观便捷，并且集成丰富的功能芯片，可方便搭建复杂应用，大大降低了编程门槛。

类集成电路的图形化编程是面向过程的编程工具，适用于科学计算、数据采集、处理、挖掘、统计、分析、深度学习等应用方面的程序设计。本发明将使数据挖掘、深度学习、人工智能的门槛大大降低。

类集成电路的图形化编程可作为各种编程语言的粘合剂，编程人员无需掌握多种编程语言，就可以使用各种编程语言开发的功能模块，快捷实现各种复杂应用功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明求和软芯片的管脚设置示意图；

图2附图为本发明输入组件示意图；

图3附图为本发明显示组件示意图一；

图4附图为本发明显示组件示意图二；

图5附图为本发明显示组件示意图三；

图6附图为本发明显示组件示意图四；

图7附图为本发明逻辑运算软芯片示意图；

图8附图为本发明逻辑控制软芯片示意图；

图9附图为本发明管脚变量信息显示示意图；

图10附图为本发明循环实施例示意图；

图11附图为本发明有线连接组件连接示意图；

图12附图为本发明无线连接组件连接示意图；

图13附图为本发明条件控制方式示意图；

图14附图为本发明功能模块示意图；

图15附图为本发明软芯片封装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明采用类集成电路的图形化编程，集成电路工作原理为：布局输入设备，将输入设备与逻辑运算芯片连接，实现输入数据的计算，逻辑运算芯片连接显示设备，用于显示计算结果、

依此原理，本发明的工作原理如下：

1)采用输入组件接收外部数据：输入组件只有输出管脚，没有输入管脚，用于数据输入。输入组件不具备逻辑运算功能，但具备数据类型转换的功能。输入组件是各种编辑控件。

每个输入组件相当于1个变量。参见说明书附图1所示，

输出管脚用1个实心圆表示；

每个输入组件都有名称，名称可定义；

根据输入编辑类型不同，可扩展为文本编辑框、多行文本编辑框、数字编辑框、日期编辑框、下拉框。

2)采用显示组件显示结果：显示组件只有输入管脚，没有输出管脚，用于数据输出。显示组件不具备逻辑运算功能，但具备数据类型转换的功能。

每个显示组件相当于1个变量。参见说明书附图2所示，

输入管脚用1个实心圆表示；

每个显示组件都有名称，名称可定义；

参见说明书附图3-5所示，显示组件根据显示风格不同，还可扩展为显示面板、表格、图形、图像控件等。

3)采用软芯片封装函数：面向过程的编程语言是基于函数编程，函数相关的各种功能函数指令被封装成软芯片，不同功能的软芯片有着不同的输入输出管脚。函数指令包括逻辑运算和逻辑控制，输入管脚的数据经软芯片的逻辑运算或逻辑控制后由输出管脚输出结果。参见说明书附图6，软芯片f实现逻辑运算y＝x1+x2+x3，当输入管脚输入数据分别为10、20、30时，输出管脚为60。

软芯片不但可以实现逻辑运算功能，而且可以实现逻辑控制功能，软芯片输入管脚的数据经逻辑运算或逻辑控制后由输出管脚输出结果。参见说明书附图7所示为逻辑运算软芯片示意图，实现加法运算功能，“加法”软芯片相当于函数：functionplus(a,b){return a+b}。

参见说明书附图8所示为逻辑控制软芯片示意图，实现forLoop循环逻辑控制功能，forLoop软芯片就是对for循环控制逻辑的封装，相当于控制语句：for(vari＝start；i<end；i+＝step){do loop}。

软芯片的管脚设置包括如下方式：

不能空置的输入管脚，即管脚必须有输入，不能空置，点击管脚，获取管脚变量信息：名称、描述、数据类型、是否必选、缺省值。如说明书附图9所示。

允许空置的输入管脚，当输入管脚空置时，输入管脚采用缺省的数据。

使能管脚：当使能管脚空置或输入数据为1或true时，芯片处于激活状态，当输入数据为0或false时，芯片处于失活状态。使能管脚可实现条件执行。

异步管脚：与异步管脚连接的程序异步执行完毕后，执行结果在输出管脚输出。异步管脚用于循环、异步执行。

参见说明书附图10为循环实施例示意图。所执行的程序运行代码相当于：

管脚数量可变：对于部分芯片，管脚数量可以调整，相当于可变参数函数function(param1,param2,param3…)。

芯片选择：双击芯片，从芯片库选择相应功能的芯片。

多态性：相同名字的芯片可以有着不同的输入输出，实现不同的功能，这相当于函数的多态性。

4)采用连接组件表示图形化单元的调用关系：软芯片之间通过线路连接可以实现复杂的程序。数据从输入组件流入软芯片，经软芯片逻辑运算或逻辑控制后流出，运行结果最终在显示组件上显示。

连接组件分有线连接组件、无线连接组件。

有线连接组件：参数说明书附图11所示，组件、芯片之间采用可视化线段连接，直观反应调用关系和执行顺序；

无线连接组件：图形化单元之间采用无线连接，避免太多线段，降低程序的可阅读性；

无线连接组件包括发射组件与接收组件，参见说明书附图12，发射组件与接收组件通过1频道通讯，其作用相当于“加法”芯片输出管脚与“正弦”芯片输入管脚连接。

1个发射组件可以将数据发送给同频道内的所有接收组件，1个接收组件只能接收1个频道。

线路连接原则：

1个输出管脚可以对应多个输入管脚；

1个输入管脚只能对应1个输出管脚；

程序内不能存在回路。

5)满足编程语言控制逻辑要求：本发明可实现顺序执行、条件执行、循环执行、异步执行，满足绝大多数编程需求。

逻辑控制方式包括：

顺序执行：输出管脚和输入管脚直接连接，按数据流方向执行，参见说明书附图11的逻辑控制方式。

条件执行:利用使能管脚激活或禁止分支程序，参见说明书附图13的逻辑控制方式。

循环执行：异步管脚连接的程序循环执行，直至条件不满足，参见说明书附图10的逻辑控制方式。

异步执行：异步管脚连接的程序执行完毕，执行结果从异步管脚输出。

6)模块化编程：多个软芯片组成1个功能模块，多个功能模块组成1个程序。功能模块根据排列顺序先后运行，也可以通过调整模块优先级改变运行顺序。

功能模块采用矩形框标识，矩形框内的组件和芯片构成1个模块。如说明书附图14为功能模块1、功能模块2的示意图。执行顺序为先执行功能模块1，后执行功能模块2。

7)软芯片封装复用：多个软芯片可以封装成1个新的软芯片，新软芯片可用于其他程序调用，达到程序复用和简化的目的。如说明书附图13所示的条件执行逻辑控制方式中涉及多个软芯片，可被封装成如图15所示的新的软芯片。

8)包括可视化编程平台，用于提供可视化编程操作环境，其中，可视化编程操作包括：

编辑：采用拖拽操作增删图形化单元，包括输入组件、显示组件、软芯片、连接组件、封装形成的新的软芯片、功能模块等。同时可视化编程平台满足对图形化单元的属性值进行修改，即实现对图形化单元的自定义。通过图形化单元名称的查找实现图形化单元的定位；并且通过对属性值的编辑实现对图形化单元和管脚的隐藏效果的设置。

编译：通过编译检查程序的正确性，如果发现程序有错误，输出错误指示，同时用颜色标识错误的芯片，以便快速定位错误。并且编译后生成编译代码，代码以文件的形式输出。

运行：前端程序运行结果通过显示组件显示，后端程序在后台运行，运行结果以数据流的形式通过后台输出端口输出；后台为可视化编程平台的后端控制台，运行过程中控制台与可视化编程平台实时通信。

调试：调试模式下，运行详细过程逐行顺序输出，通过点击每行运行信息实现图形化单元参与运行过程的回溯，所点击的每行运行信息对应的软芯片会以突出的颜色标识出来，这样可以直观地从图上观察程序运行的过程；点击每个管脚，可以观察该管脚的变量信息。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，利用图形化单元实现程序的编辑，所述图形化单元包括：

输入组件：用于人机交互，接收外部数据输入，设置一个输出管脚；

显示组件：用于数据输出，设置一个输入管脚；

软芯片：用于实现函数指令，所述函数指令包括逻辑运算和逻辑控制；所述软芯片具有输入管脚和输出管脚，输入管脚的数据经软芯片的逻辑运算或逻辑控制后由输出管脚输出结果；

连接组件：用于表示所述图形化单元的调用关系，包括有线连接组件和无线连接组件；

数据从所述输入组件流入所述软芯片，经所述软芯片逻辑运算或逻辑控制后流出，运行结果最终在显示组件上显示；

多个所述软芯片封装为功能模块或新的软芯片；若干个所述功能模块按照优先级顺序排列运行。

2.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，对所述输入组件进行自定义编辑，获得所述输入组件名称和类型；所述类型包括但不限于文本编辑框、多行文本编辑框、数字编辑框、日期编辑框、下拉框。

3.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，对所述显示组件进行自定义编辑，获得所述显示组件名称和显示形式；所述显示形式包括但不限于表格、图形、图像。

4.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，还包括可视化编程平台，用于提供可视化编程操作环境，其中，可视化编程操作包括：

编辑：采用拖拽操作增删所述图形化单元，并且对所述图形化单元的属性值进行修改；

编译：通过编译检查程序的正确性，如果发现程序有错误，输出错误指示，同时用颜色标识错误的软芯片，并且编译后生成编译代码；

运行：前端程序运行结果通过所述显示组件显示，后端程序在后台运行，运行结果以数据流的形式通过后台输出端口输出；

调试：调试模式下，程序运行详细过程逐行顺序输出；通过点击每行运行信息实现所述图形化单元参与运行过程的回溯。

5.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，所述无线连接组件包括发射组件和接收组件，定义所述无线连接组件的通信频道，位于同一频道的所述发射组件和所述接收组件之间进行数据的传递。

6.根据权利要求5所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，1个发射组件将数据发送给频道内的所有接收组件，1个接收组件只能接收1个频道。

7.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，所述软芯片上还设置有使能管脚和/或异步管脚：

使能管脚：当使能管脚空置或输入数据为1或true时，所述软芯片处于激活状态，当输入数据为0或false时，所述软芯片处于失活状态。使能管脚实现条件执行控制；

异步管脚：用于循环、异步执行；与异步管脚连接的程序异步执行完毕后，执行结果在输出管脚输出。

8.根据权利要求7所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，所述逻辑控制过程包括：

顺序执行：所述软芯片的输入管脚直接接受其他所述图形化单元的输出管脚的数据，按数据流方向执行；

条件执行:利用使能管脚激活或禁止分支程序；

循环执行：异步管脚连接的程序循环执行，直至条件不满足；

异步执行：异步管脚连接的程序执行完毕，执行结果从异步管脚输出。

9.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，所述功能模块采用矩形框标识，矩形框内的所述图形化单元构成1个模块。

10.根据权利要求1所述一种类集成电路的图形化编程方法，其特征在于，所述可视化编程平台内的软芯片存储至芯片库，所述芯片库用于实现编程过程中对软芯片的调用，且所述可视化编程平台显示所述软芯片的管脚信息。