TWI297855B - - Google Patents

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1297855 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種南階語言的函式之轉換’尤指一種 高階語言的函式轉換為硬體元件圖（Hardware Component 5 Graphic，HCG)之方法。 【先前技術】 傳統的硬體描述語言（例如：VHDL、Verilog)並無法直 接用來描述高階程式語言的程式邏輯和執行流程，因此’ 10 必須先將高階程式語言轉換成UML(Unified Modeling Language，UML)中所定義之活動圖（Activity Diagram， AD)，由於AD是一種流程的描述圖，可用以表示高階程式 語言之程式邏輯和執行流程，但AD跟實際的硬體元件之間 沒有任何關連，因此，亦無法直接將AD轉換成硬體描述語 15 言。故需先將活動圖（AD)轉換成硬體元件圖（Hardware Component Graph，HCG) 0 然而在轉換成硬體元件圖（HCG)過程中，對應於高階 語言中的函式呼叫（Method calls)仍無法有效的表達。亦即 已知的高階語言的函式轉換為硬體元件圖（HCG)之方法，並 20 無法正確地將高階語言的函式轉換為硬體元件圖（HCG)的 元件。故亦無法進一步由硬體元件圖（H C G)轉換成傳統的硬 體描述語言。因此，已知的高階語言的函式轉換為硬體元 件圖（HCG)之方法仍有諸多缺失，而有予以改進之必要。 1297855 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供—種高階語言的函式轉 換為硬體凡件圖之方法，而能將該高階語言的函式轉換 成可與硬體元件對應之硬體元件圖。 10 15 20 依據本發明之-特色，係提出一種高階語言的函式轉 換為硬體元件圖之方法，該高階語言包括至少—類別，該 方法包括步驟：⑷讀取-高階語言程式碼；⑻分析該高階 邊言程式碼，以收集該高階語言程式碼的類別資訊，將之 儲存於-類別資訊物件中，並產生一暫時硬體元件圖，立 中，該類別資訊物件包含有函式物件、參數物件及回傳值 物件；（c)分析該類別資訊物件並從暫時硬體元件圖中料 對應於暫時硬體元件圖中所有的（包含公開與私有）函：、 參數及回傳值；（D)將步驟（〇所獲得之該公開函式、失數及 回傳值連接至該暫時硬體元件圖的__開始節點1私 有函式、參數及回傳值則不接_別開始節點；⑻分析續 類別資訊物件及暫時硬體元件圖，並由該暫時硬體元_ 中-函式呼叫節點的至少一輸出/輸入連接線，及該類別資 訊物件中的函式資訊物件而產生一函式呼叫表；⑺利用該 函式呼叫表把該暫時硬體元件圖中連接到該函式呼叫節： 的連接線，改成連接到該函式開始節點， 言程式瑪中函式呼叫，而將該暫時硬體元件圖轉換成可盘 硬體元件對應之硬體元件圖。 ^ 【實施方式】 6 1297855 在本發明之高階語言的函式轉換為硬體元件圖之方法 中，係能將該高階語言的函式轉換成可與硬體元件對應之 硬體元件圖。圖1係本發明高階語言的函式轉換為硬體元件 圖之方法的流程圖。首先，於步驟S101中讀取一高階語言 5 程式碼，其中，該高階語言包括至少一類別。於本實施例 中，該高階語言係一係爪哇程式語言。該高階語言的函式 可分為：公開函式（Public Method)、私有函式（Private Method)、保護函式（Protected Method)及友情函式（Friend > Method)。該函式被宣告為公開時，可被任何函式所存取。 10 而當函式被宣告為私有時，只能被成員函式所存取，如被 宣告為保護函式則只可被同一包裹（Package)或是繼承其 函式的子類別（subclass )中的函式所存取，如被宣告為友 情函式則只可被同一包裹（Package )中的函式所存取，因 此將保護函式與友情函式都歸類於私有類別中。 15 圖2係一爪p圭程式語言的程式碼，其中包含一公 開類別Math，該公開類別Math包含一私有函式add及一公開 | 函式test 〇 於步驟S103中，分析該高階語言程式碼，以收集該高 階語言程式碼的類別資訊，將之儲存於一類別資訊物件 2〇 (classinfo object)中，並產生一暫時硬體元件圖（HCG)。該 類別資訊物件包含有類別名稱（class name)物件、函式 (method)物件、參數（parameter)物件及回傳值（return value) 物件。圖3係依據圖2的爪哇程式碼所產生的一暫時硬 體元件圖（HCG)。如圖3所示，於該暫時硬體元件圖中，一 7 1297855 個標註”Math”之圓圈310係對應該爪哇程式碼的公開類 別Math，且該標註Math圓圈310係表示一個類別開始節點 (class start node) 〇 一個標註”add”的圓圈320係對應該爪哇程式碼的私 5 有函式add，且該標註add圓圈320係表示一個函式開始節點 (method start node)。一個標註’’test”的圓圈330係對應該爪 哇程式碼的公開函式test，且該標註test圓圈330係表示一 個函式開始節點（method start node)。由於在該爪u圭程式 1 碼中，公開函式test呼叫該私有函式add，故在暫時硬體元 10 件圖（HCG)會有一個標註’’Call this add”的節點340。 由圖2可知在公開類別函數test中會呼叫該私有函式 add，並把參數c、d傳給該私有函式add的參數a、△，故圖 3中方框1所框住的部份即為參數傳/遞的部分，而方框2所框 住的部分為該私有函數add的函式呼叫（method call)。 15 在產生該暫時硬體元件圖（HCG)過程中，不只產生該 暫時硬體元件圖（HCG)，也同時收集該爪哇程式碼中類別 資訊（class info)。該類別資訊包含類別名稱（class name)、 函式名稱（method name)、參數（parameter)及回傳值（return value)等資訊。並將類別資訊儲存於該類別資訊物件中。 20 於步驟S105中，分析該類別資訊物件及該暫時硬體元 件圖（HCG)，以獲得對應於暫時硬體元件圖且公開的函式 (method)、參數（parameter)及回傳值（return value) 〇 於步驟S107中，將步驟S105所獲得之該公開函式 (method)、參數（parameter)及回傳值（return value)連接至該 1297855 暫時硬體元件圖HCG的一類別開始節點（class start node)。 透過該類別資訊物件及該暫時硬體元件圖（HCG)，可知 對應於該暫時硬體元件圖（HCG)的哪些函式（method)、參 數(parameter)及回傳值（return value)是公開的。把該公開 5 函式（method)、參數（Parameter)及回傳值（return value)連接 到該標註Math圓圈31〇的類別開始節點（class start node)。 表示這些該公開函式（metho(l)、參數（Parameter)及回傳值 (return value)最後會有對應的硬體介面可供外部訊 號輸出/輸入。在處理連線時’如果有多對讀出或 1〇 寫入時，則必須加上多工器（Multiplexer)及解多工器 (De-multiplexer)來控制連接至該類別開始節點（class start node)的連接線。 如圖3所示，由於標註’’test”的圓圈330係對應該爪 口圭程式碼的公開函式test，所以公開函式test的函式開始 15 節點（method start node)和參數c和Θ及回傳節點（return node)皆要連接到該標註Math圓圈310的類別開始節點 (class start node)，如圖4之粗線所示。由於標註’’add” 的圓圈320係對應該爪哇程式碼的私有函式add，所以私 有函式add的函式開始節點（method start node)和參數c和^/ 20 及回傳節點（return node)皆無須連接到該標註Math圓圈 310的類別開始節點（class start node)。 於步驟S109中，將分析該類別資訊物件、及該暫時硬 體元件圖HCG，並由該暫時硬體元件圖HCG中一函式呼叫 節點（method call node)的至少一輸出/輸入連接線（in/out 1297855 edges)，及該類別資訊物件中的函式資訊（method info.)物件 而產生一函式呼叫表（method call table)。由圖4及該類別資 訊物件中的資訊，可收集到函式呼叫（method call)的資訊， 例如：哪裡有函式呼叫（method call)、要呼叫的函式是哪一 5 個函式、被哪些函式哞叫節點（method call node)所呼叫。將 相關資訊記錄於一函式呼·叫表（method call table)。 於步驟S111中，利用該函式呼叫表（method call table) 把該暫時硬體元件圖HCG中連接到該函式呼叫節點 > (method call node)的連接線，改成連接到該函式開始節點 10 (method start node)，來表示該高階語言程式碼中函式呼叫 (method call)，而將該暫時硬體元件圖HCG轉換成可與硬體 元件對應之硬體元件圖。在處理連線時如果有多個函式呼 叫節點（method call node)呼叫一個函式時，則必須加上多 工器（Multiplexer)及解多工器、（De-multiplexer)。 15 於圖4中，把連到該標註”Call this add”的節點340的 req4pj:ead連接線連到該標註add圓圈320的函式開始節點 1 (method start node)，以表示對該add函式的呼叫。並把代表 該add函式回傳值的RxN_retaddzizi節點連到該test函式的 RxN jettestzizi，表示把該add函式運算的結果回傳給該test 20 函式。如圖5的粗線即代表於步驟Sill中處理函式呼叫的部 分。當得到圖5的硬體元件圖後，表示該java高階語言 程式碼中函式呼叫（method call)已經處理完，故圖5 的硬體元件圖與VHDL程式語言的硬體元件可--- 互相對應。可將圖5的硬體元件圖換成可相對應有函式 1297855 呼叫（method call)的VHDL程式碼。圖6係對應的VHDL 程式碼合成（synthesis)後的電路圖。 圖7、圖8、及圖9係本發明之另一實施例。其係使用一 公開的test函式呼叫另一個公開的sub函式。圖10則為對應 5 的VHDL程式碼合成（synthesis)後的電路圖。圖8、圖9、及 圖10中的標註F圓圈係對應到硬體元件中的一並列式元件 (fork-element)。標註OR圓圈係對應到硬體元件中的或閘 (OR gate)。標註Q橢圓形為一循序控制電路，並把雙相 (2-Phase)的控制訊號轉成四相（4-Phase)訊號存取資料。標 10 註sub圓圈係對應到硬體元件中的減法器。RxNj、RxN_b 等由RxN開頭的元件則對應到硬體元件中的n位元暫存器 (n-bits Register)。而標註reqMuxDemux、writeMuxDemux 及readMuxDemux的橢圓，形節點則分別是多工器與反多工 器，其係針對暫存器的讀取、寫入以及控制電路的要求 15 (request)所組建起來的硬體元件。 綜上所述，本發明將利用該函式呼叫表（method call table)把該暫時硬體元件圖HCG中連接到該函式呼叫節點 (method call node)的連接線，改成連接到該函式開始節點 (method start node)，來表示該高階語言程式碼中函式呼叫 20 (methodca11)。而可將該暫時硬體元件圖HCG轉換成可與硬 體元件對應之硬體元件圖。 本發明係將一 Java程式語言中函式呼叫（method call)轉換成可與硬體元件對應之硬體元件圖。該硬體 元件圖能與VHDL元件一一對應之，如此即可輕易地轉換成 11 1297855 VHDL程式碼。可避免習知高階語言中的函式呼叫（Method calls)仍無法有效的以硬體元件表達的問題，而解決習知技 術無法正確地將硬體元件圖（HCG)轉換成傳統的硬體描述 語言的問題。 5 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。 【圖式簡單說明】 10 圖1係本發明高階語言的函式轉換硬體元件圖之流 程圖。 圖2係本發明之一加法之Java程式碼的示意圖。 圖3係依據圖2的爪哇程式碼所產生的一暫時硬體 元件圖的示意圖。 15 圖4係本發明之修改連接線的示意圖。 圖5係本發明之修改呼叫節點的示意圖。 圖6為圖2對應的VHDL程式碼合成後的電路圖的示意 圖。 圖7係本發明之另一 Java減法器的程式碼示意圖。 20 圖8及圖9係本發明之硬體元件圖修正過程之的示意 圖。 圖10為圖7對應的VHDL程式碼合成後的電路圖的示意 圖。 12 1297855 ’ 【主要元件符號說明】 公開類別Math test函式開始節點 公開類別Math 5 test函式開始節點 add函式開始節點 320 ”Call this add” 節點 340 sub函式開始節點 820 ”Call this sub”節點 840 13

Claims (1)

1297855 十、申請專利範圍： 1· 一種高階語言的函式轉換硬體元件圖之方法，該高 階浯吕包括至少一類別，該方法包括步驟·· (A)讀取一高階語言程式碼； ⑻分析該高产㈣言程式碼，以收㈣高階語言程式碼 的類別資訊，將之儲存於一類別資訊物件中，並產生 時硬體元件圖，其中，該類別資訊物件包含有函式物件、 參數物件及回傳值物件； (C)分析該類別資訊物件並從暫時硬體元件圖中 對應於暫時硬體元件圖中所有公開與私有的 = 回傳值； ，歎及 ⑼將步驟（C)所獲得之該公開函式、參數及回傳值連 接至该暫時硬體元件圖的一類別開始節點，而私有 參數及回傳值則不接到類別開始節點； 工 15 * (E)分析該類別資訊物件及暫時硬體元件圖，並 ::硬體70件圖中一函式啤叫節點的至少-輸出/輸入連接 線，及該類別資訊物件中的函式資 叫表；以及 座玍函式呼 『刚該函式呼叫表把該暫時硬體元件圖 =式啤叫節點的連接線，.改成連接_ = :表示該高階語言程式碼中函式呼叫，而將該暫時=元 件圖轉換成可與硬體元件對應之硬體元件圖。H 2_如申請專利範圍第i項所 硬體元件圖之方法，其中，於步_中;:^ 20 1297855 參數及回傳值連接至該類別開始節點時，係使用多工器及 解多工器控制連接至該類別開始節點的連接線。 5

10 3·如申請專利範圍第1項所述之高階語言的函式轉換 硬體7L件圖之方法，其中，於步驟（F)中係使用多工器及解 多工器控制連接至該函式呼叫節點的連接線。 4·如申請專利範圍第丨項所述之高階語言的函式轉換 :::件：之方法，其中該硬體元件圖係以表示硬體元件 與硬體70件之間的連接關係。 札田矛1項所述之咼階語言的函式 硬體元件圖之方法’其中該高階語言係爪唾程式語古。 6·如申料利_第5韻述之高階語 ° 硬體元件圖之方法，i中兮$丨 山式轉換 一7斗·、叫 ^中忒至少一類別並包含下列其中之 函式·么開函式、私有函式 飞保4函式、及一友情函式。

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