jchdl - RTL

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相较于GSL层对物理连接的建模，RTL层提高了一个抽象层次：

1. 把物理的触发器提取为抽象的寄存器数据类型，简化了从触发器中存取值的操作。

1. 把物理的门和开关原语的逻辑，提取为操作符号& | ~等，甚至常见的逻辑也提取为操作符号，如移位，相等判断等；把相关物理模块之间的逻辑联系，转换为寄存器之间值的运算和操作关系；

 

程序 = 数据 + 算法

使用数据类型（寄存器）描述数据，使用各种操作符把数据关联成表达式（expression），再使用赋值把表达式关连成语句（statement），这就组成了程序的全部要件。

 

从另外一个角度，每一个模块即是一个 输入、处理、输出的完整系统，输入和输出的数据类型为寄存器，处理使用操作符和赋值来描述。这样也构成了描述模块的全部要件。

 

所以，相较于GSL，RTL不仅提高了抽象层次，提升了表达能力和表达效率，而且构成了一个描述逻辑的完备系统。

 

事实上（使用Verilog的语汇），最简的情况下，只使用reg和module即可完成建模的任务，无论是assign还是always都可以转换为所属module的子module。

 

但是这样建立的模型略显复杂，且表达效率低，比如module虽然可以表达对输入的依赖，但是却不能像always那样，明确的表达对posedge/negedge的依赖。

 

所以，jchdl对RTL层的建模，参考了Verilog和SystemVerilog：

1. 支持的数据类型有bit/bits/reg;

1. 支持Verilog提供的一部分操作符；

1. 支持Verilog的posedge/negedge和changing事件；

1. 支持Verilog的assign/always代码块；

 

一. Bit

 

Bit可以理解为线。但使用二值逻辑，只支持0, 1两个值。

 

二. Bits

 

Bits为一组线，由多个Bit组成；

Bit和Bits支持assign操作，不支持set；

 

三. Reg

 

寄存器数据类型，有多个Bit组成；

只支持set操作，不支持assign；

 

四. Event

 

RTL建模使用事件驱动模型，支持三种事件：posedge/negedge/changing;

 

比如assign代码块：assign a = b & c; 其中a依赖于b和c的变化事件（Changing Event），如果b和c的值发生变化，则会经由处理逻辑（相与），反映到a的变化上。

 

always代码块则会明确描述所依赖的事件，即敏感表。

 

五. Block

 

参考Verilog，目前支持两种最基本的代码块，即assign和block；

 

六. Module

 

概念上对应Verilog中的module。模块描述了一个输入经过处理逻辑转换为输出的基本单元。

模块可以有子模块和父模块，组成模型结构（hierarchy）。