寄存器傳輸語言(RTL)

    數字系統各模塊之間的信息傳輸，以及模塊內部各子模塊之間的信息加工、存儲與傳輸操作，不能用組合電路和時序電路中采用的方法進行描述，必須采用更高級的描述方法,方法之一是寄存器傳輸語言RTL，并且這個表示法同硬件之間有著簡單的對應關系。這種寄存器傳輸語言適于描述功能部件級的數字系統,用RTL語言使系統要求與硬件電路間建立對應的關系。能簡明、精確地描述系統內信息的傳送和處理。    在寄存器傳輸語言中，一個語句標號對應于時序流程圖中的一個狀態框，條件轉移語句對應時序流程圖中的判斷框，用無條件轉移語句描述狀態之間的無條件轉移等等。數字系統中最常用到的操作有6類：
    1、寄存器間相互傳送操作

    在寄存器傳輸語言中，用大寫英文字母表示寄存器，也可用圖形表示，如圖1左所示。還可以把寄存器的每一位都表示出來,如圖1右所示。其中方括號內是每一位的編號。

    (1)無條件傳送語句

    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。

    (2)條件傳送語句

    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。

   圖1 RTL中寄存器間相互傳遞操作

    2、算術運算操作

    基本的算術操作是加、減、取反和移位。

    3、邏輯操作

    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∧、∨和字母上方加一橫表示。

    4、移位操作

    移位操作分為左移和右移兩種。

   （1）左移操作語句：A←shlA，A[0]←0

   （2）右移操作語句:A←shrA,A[3]←0 

  （3）循環左移操作語句: A←shlA,A[0]←A[3] 

  （4）循環右移操作語句: A←shrA,A[3]←A[0] 

   5、輸入和輸出操作

    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。

    6、無條件轉移和條件轉移

   （1）無條件轉移語句 

                               →（S）    表示下一步轉向編號為S的語句繼續執行。

   （2）條件轉移語句

                   （f1，f2，fn）/（S1,S2,Sn）

    其中f是系統變量的函數，取值為0或1,當fi＝1時，執行Si標號的語句，當所有的fi均為0時，順序執行語句。

   （3）空操作語句

                                →NULL表示不進行任何操作，而是利用它得到一個時鐘的延時時間，然后順序執行下一條語句。